Kuidas eksoskelett töötab? Kuidas eksoskeletid töötavad? DIY eksoskelett: ligikaudne diagramm

Rebi õhku helikiirusel ja torma silmapiiri poole, käed raudülikonnas õmblustest välja sirutatud. Olge ühe silmapilguga kõikjal maakera ilma et peaks istuma liiklusummikutes. Ilma tiibadeta lendamine ilma lennuki või millegi tugevama pardal viibimata. Las keegi, kes ei tahtnud olla Tony Starki kingades tema parimatel hetkedel (loomulikult Iron Mani ülikonnas), viskab mind kiviga. Osaliselt saab neid unistusi ellu viia eksoskelett - seade, mis võib välise raami tõttu suurendada inimese võimeid (enamasti füüsilist, lihasjõudu). Selles materjalis räägime teile, mis see seade on, millised arengud on juba olemas ja kuidas tehnoloogiad tulevikus arenevad.

elastsest kuni " Raudmees»

Teadus ja tehnoloogia on liialdamata kõige ägedam võidujooks inimese ja looduse vahel. Inimene on kogu oma ajaloo jooksul püüdnud ümbritsevat maailma oma vajadustele vastavaks muuta. Kusagil see õnnestub, sageli loodust kahjustamata. Sa pead teda kuskil vaatama. Ja kuigi enamikul selgrootutel on ühel või teisel kujul väline luustik, siis inimestel seda pole. Aga tiibu polnud?

Tänapäeval tähendab eksoskelett kuni 2–2,5 meetri kõrgust mehhaanilist ülikonda või selle osa. Järgmisena tulevad "mobiilülikonnad", mechid ja muud hiiglaslikud humanoidrobotid.

Nagu paljud teised asjad meie elus, ületavad eksoskeletid järk-järgult piiri metsikute unistuste ja igapäevane elu. Kui algselt olid vaid ulme ideed, kontseptsioonid, müüdid ja legendid, siis tänapäeval ilmub peaaegu iga nädal eksoskeleti uusi versioone.

Eksoskeleti esimeseks leiutajaks peetakse vene "mehaanikainseneri" Nikolai Ferdinandovitš Yagni, kes registreeris sellel teemal 1890. aastatel mitmeid patente. Ta elas Ameerikas, kus ta patenteeris oma imed, näitas neid näitustel ja naastes kodumaa uuesti leiutatud. Tema eksoskelett pidi sõduri jaoks eelkõige kõndimise, jooksmise ja hüppamise lihtsamaks muutma. Juba siis nägi vene geenius ette selliste seadmete potentsiaalset sõjalist jõudu.

NICHOLAY
Ferdinandovitš YAGN

Lisaks eksoskeletile töötas Yagn välja jahutuskardinad, hüdromootori, pöörleva propelleri, samovar-sterilisaatori ja muud seadmed


Hardiman

Ärgem eitagem, et ulmekirjanikud andsid eksoskelettide arengusse hiiglasliku ja tohutu panuse. 1959. aastal, pärast Robert Heinleini tunnustatud romaani "Tähelaevade sõdurid", sai kõigile selgeks, et välised raamiülikonnad on sõjaliste operatsioonide tulevik ja palju muud. Ja me läheme minema.

Esimese eksoskeleti lõi General Electric USA kaitseministeeriumi toetusel 1960. aastatel. Hardiman kaalus 680 kilogrammi ja suutis tõsta kuni 110 kilogrammi kaaluvaid koormaid. Kõigi hiiglaslike ambitsioonidega – ja nad tahtsid seda kasutada vee all ja kosmoses ning kanda lõhkepäid ja tuumavardaid – ei näidanud see end mitte. parimal võimalikul viisil. Nad unustasid ta mugavalt.

leiutaja Leslie S. Kelly "pedomotoorne" seade, mis ähmaselt meenutab eksoskelette ja mis töötati välja 1917. aastal

Üheksa aastat hiljem näitas Jugoslaaviast Belgradist pärit Miomir Vukobratovic esimest mootoriga kõndivat eksoskeletti, mille eesmärk oli anda parapleegiaga inimestele kõndimisvõime. Seade põhines pneumaatilisel ajamil. Nõukogude teadlased N. N. Priorovi nimelise traumatoloogia ja ortopeedia keskinstituudist tegid koos Jugoslaavia kolleegidega Vukobratovitši töö põhjal esimesed algatused eksoskelettide väljatöötamiseks. Kuid perestroika algusega suleti projektid ja eksoskelettide salajase maa-aluse arengu kohta pole teavet. Kuid kosmoseuuringutega oli kõik korras.

Erinevatel aegadel sisse erinevad riigid käsitöölised püüdsid valmistada eksoskelette väga erinevatel eesmärkidel, kuid mitmesuguste takistuste tõttu (millest me hiljem räägime) õnnestus neil äärmiselt halvasti. Energiapuudus, aeglane kasv teaduse ja tehnoloogia areng, materjaliteaduse ja teiste sellega seotud teaduste areng, aga ka arvutiarvutite ja küberneetika areng, mille laine tõusis alles umbes 30 aastat tagasi – kõik see pidurdas eksoskelettide arengut. Kahtlemata see keerulisi tehnoloogiaid mida inimesed peavad veel valdama.


Probleemid eksoskelettidega

Sellel planeedil pole palju materjale, millest saaks teha jäika raami ja mis oma raskusega asja ei süvendaks. Igatahes polnud neid palju, aga arvestades kosmoselennud, sõjalised arengud, materjaliteaduse areng, nanotehnoloogia ja kümmekond muud huvitavat valdkonda, võtab inimkond järk-järgult ühe barjääri teise järel. IN XXI algus sajandil puhkes huvi eksoskelettide vastu märkimisväärse jõuga ja põleb tänaseni. Kuid kõigepealt räägime peamistest probleemidest, millega eksoskeleti loojad silmitsi seisavad.

Kui lagundada hüpoteetiline eksoskelett selle komponentideks, saame: toiteallika, mehaanilise skeleti ja tarkvara. Ja kui kahe viimase punktiga tundub kõik selge olevat ja probleeme peaaegu polegi, siis on toiteallikaga tõsine probleem. Omades tavalist jõuallikat, ei saanud insenerid mitte ainult luua eksoskeletti, vaid ka kombineerida seda skafandri ja jetpackiga. Tõenäoliselt oleks tulemuseks Iron Mani ülikond, kuid uut Tony Starki pole veel ilmunud.

Kõik tänapäevased kompaktsed jõuallikad võivad anda eksoskeletile vaid mõne tunni aku kestvus. Järgmine on sõltuvus traadist. Mittelaetavatele ja patareid Seal on mõned piirangud, näiteks vajadus vastavalt asendada või aeglane laadimine. Mootorid sisepõlemine peaks olema liiga usaldusväärne, kuid mitte eriti kompaktne. Lisaks on viimasel juhul vaja täiendavat jahutussüsteemi ja sisepõlemismootorit ennast on raske konfigureerida nii, et see vabastaks koheselt suure energiahulga. Elektrokeemilisi kütuseelemente saab kiiresti tankida vedelkütus(näiteks metanool) ja annavad vajaliku ja kohese energia vabanemise, kuid töötavad ülimalt kõrged temperatuurid. 600 kraadi Celsiuse järgi on sellise jõuallika jaoks suhteliselt madal temperatuur. Sellega muutub "raudmees" hot dogiks.

Kummalisel kombel kõige rohkem võimalik variant Tuleviku eksoskelettide kütuseprobleemi lahendus võib olla kõige võimatum: juhtmevaba energiaülekanne. See võib lahendada palju probleeme, sest seda saab edastada suvaliselt suurest reaktorist (ka tuumareaktorist). Aga kuidas? Küsimus on lahtine.


Esimesed eksoskeletid valmistati alumiiniumist ja terasest, mis olid odavad ja hõlpsasti kasutatavad. Kuid teras on liiga raske ja eksoskelett peab ka töötama, et oma raskust tõsta. Seega, kui ülikond on raske, väheneb selle tõhusus. Alumiiniumsulamidüsna kerged, kuid koguvad väsimust, mis tähendab, et need ei sobi eriti suured koormused. Insenerid otsivad kergeid ja tugevaid materjale, nagu titaan või süsinikkiud. Need on paratamatult kallid, kuid tagavad eksoskeleti tõhususe.

Draivid kujutavad endast erilist probleemi. Standardsed hüdrosilindrid on käsitsemiseks piisavalt võimsad kõrge täpsus, kuid raske ja nõuab hunnikut voolikuid ja torusid. Pneumaatika seevastu on liikumise käsitsemise osas liiga ettearvamatu, kuna surugaasvedrud ja reaktsioonijõud suruvad täiturmehhanisme.

Selle jaoks aga töötatakse välja uusi servosid elektrooniliselt, mis kasutab magneteid ja tagab tundliku liikumise, tarbides samal ajal minimaalselt energiat ja olles väike. Seda saab võrrelda üleminekuga auruveduritelt rongidele. Märkigem ka painduvust, mis liigestel peaks olema, kuid siin saavad eksoskelettide probleemid lahendada skafandrite arendajad. Samuti aitavad need välja mõelda, kuidas ülikonda kandja suuruse järgi kohandada.

Kontroll

Eriliseks väljakutseks eksoskeleti loomisel on liigsete ja soovimatute liigutuste juhtimine ja reguleerimine. Te ei saa lihtsalt minna ja teha iga liikme jaoks sama reaktsioonikiirusega eksoskelett. Selline mehhanism võib olla kasutaja jaoks liiga kiire, kuid liiga aeglaseks muutmine on ebaefektiivne. Teisest küljest ei saa te lootma jääda kasutajale ja usaldada andureid keha liigutuste kavatsuste lugemiseks: kasutaja ja ülikonna liigutuste desünkroniseerimine toob kaasa vigastused. Mõlemat tegutsevat osapoolt on vaja piirata. Insenerid kratsivad selle probleemi lahenduse pärast kukalt. Lisaks tuleb eelnevalt avastada tahtmatu või soovimatu liikumine, et juhuslik aevastamine või köha ei põhjustaks kiirabi kutsumist.


Eksoskeletid ja tulevik

2010. aastal näitasid Sarcos ja Raytheon koos USA kaitseministeeriumiga lahingueksoskeletti XOS 2. Esimene prototüüp tuli välja kaks aastat varem, kuid ei tekitanud segadust. Kuid XOS 2 osutus nii lahedaks, et ajakiri Time lülitas eksoskeletid oma aasta viie parima sõjalise uuenduse hulka. Sellest ajast peale on maailma juhtivad insenerid rabanud oma ajusid, et luua eksoskelette, mis võivad lahinguväljal eelise anda. Ja ka väljaspool seda.

Mis meil täna on?

See eksoskelett võeti kasutusele 2011. aastal ja see oli mõeldud inimestele, kellel on puuetega. 2013. aasta jaanuaris ilmus uuendatud versioon ReWalk Rehabilitation ning juba 2014. aasta juunis andis FDA heakskiidu eksoskeleti kasutamiseks avalikult ja kodus, avades sellega tee sellele äriliselt. Süsteem kaalub umbes 23,3 kilogrammi, töötab Windowsis ja sellel on kolm režiimi: kõndimine, istumine ja seismine. Maksumus: 70-85 tuhat dollarit.

Nende sõjaliste eksoskelettide seeria on aktiivses arenduses (järgmine on XOS 3). Kaalub umbes 80 kilogrammi ja võimaldab omanikul kergesti tõsta 90 lisakilogrammi. Ülikonna uusimad mudelid on nii paindlikud, et võimaldavad palliga mängida. Nagu tootjad märgivad, võib üks XOS asendada kolme sõdurit. Võib-olla on eksoskeleti kolmas põlvkond lähemal sellele, mida näeme ulmefilmide ekraanidel Viimastel aastatel. Paraku, kui ta on seotud väline allikas toitumine.

Human Universal Load Carrier – looming kuulus firma Lockheed Martin koostöös Berkeley Bionicsiga. See eksoskelett on mõeldud ka sõjaväele. Aluseks on hüdraulika ja liitium-polümeerakud. Välisraami õigesti laadides saab kasutaja sellega vedada kuni 140 kilogrammi liigset lasti. Eeldatavasti saavad sõdurid HULC a la "mina ja mu sõber veoautot" kasutada 72 tundi. Areng on täies hoos, seega pole üllatav, et HULC võib olla esimene, kes Ameerika Ühendriikidega teenistusse astub.

ExoHiker, ExoClimber ja eLEGS (Ekso)

Prototüübid on jällegi Berkeley Bionics, mis on mõeldud erinevate ülesannete täitmiseks. Esimene peaks aitama reisijatel vedada kuni 50 kilogrammi kaaluvaid koormaid, võeti kasutusele 2005. aasta veebruaris ja kaalub umbes 10 kilogrammi. Arvestades väikest päikesepaneel, võib töötada väga-väga pikka aega. ExoClimber on kümnekilone lisa ExoHikerile, mis võimaldab selle kandjal hüpata ja trepist üles ronida. 2010. aastal andsid Berkeley Bionicsi arendused tulemuseks eLEGS. See süsteem on täisväärtuslik hüdrauliline eksoskelett, mis võimaldab halvatud inimestel kõndida ja seista. 2011. aastal nimetati eLEGS ümber Eksoks. Ta kaalub 20 kilogrammi ja liigub kaasa maksimaalne kiirus kiirusel 3,2 km/h ja jookseb 6 tundi.

Jaapani robotitootja Cyberdyne järjekordne sensatsiooniline eksoskelett. Selle eesmärk on pakkuda liikumisvõimet puuetega inimestele. Peamisi variante on kaks: HAL-3 ja HAL-5. Alates selle esitlemisest 2011. aastal, vähem kui aastaga, on HAL-i kasutusele võtnud enam kui 130 meditsiiniinstituuti üle kogu riigi. Testimine jätkub aga kogu 2014. aasta ja võib-olla ka 2015. aasta jooksul. 2013. aasta augustis anti HALile carte blanche kasutada meditsiinirobotina Euroopas. Uusim mudelÜlikond kaalub umbes 10 kilogrammi.

Meditsiinilise eksoskeleti keskmine maksumus -
90 tuhat dollarit.

Lisaks tõsistele kogu keha hõlmavatele eksoskelettidele muutuvad üha populaarsemaks piiratud eksoskeletid, mis on loodud spetsiifiliste ülesannete täitmiseks. Näiteks selle aasta augustis näidati Chairless Chair ex-taburetti, mis võimaldab istuda ka seistes. Daewoo ja Lockheed Martin demonstreerisid sõltumatult laevatehase töötajatele eksoskelette. Need seadmed võimaldavad töötajatel hoida kuni 30 kilogrammi kaaluvat koormat või tööriista ilma liigselt pingutamata.

Venemaal töötab Moskva Riikliku Ülikooli mehaanika uurimisinstituudis kokku pandud teadlaste meeskond välja eksoskeleti nimega ExoAtlet. Nad jätkavad NSV Liidus alanud Vukobratovitši arendusi, mida me eespool mainisime. Selle meeskonna esimene töötav passiivne eksoskelett töötati välja hädaabitöötajate, tuletõrjujate ja päästjate jaoks. 12 kilogrammi kaaluga disain võimaldab eriline pingutus vedada kuni 100 kilogrammi kaupa. Ettevõte plaanib välja töötada jõumudeli ExoAtler-A, mis võimaldab kanda kuni 200 kilogrammi, samuti puuetega inimeste rehabilitatsiooniks mõeldud meditsiinilist eksoskeletti.

Kõigi nende kostüümide ühisosa on see, et neid esitletakse enamasti prototüüpidena. See tähendab, et need paranevad. See tähendab, et neid ootavad ees välikatsed. See tähendab, et tulevad uued mudelid. See tähendab, et nad on tulevik. On veel vara öelda, et töötavat ja kasulikku eksoskeletti saab osta mustal turul. Kuid algus on tehtud ja selle suuna areng on enesekindlalt sisenemas laiapõhjalisse peavoolu. Oleme Tony Starki kostüümist veel kaugel, kuid mis takistab meid suurejoonelisi filme nautimast? Eksoskelettidega suurejooneliste showdownide austajatel on alati midagi vaadata: “Tulnukad” (1986), “Iron Man” (2008), “Avatar” (2009), “District No. 9” (2009), “The Avengers” ( 2012), " Elysium" (2013), "Edge of Tomorrow" (2014).

Üks on kindel: eksoskeletid on tulevikus kõikjal. Need aitavad meie astronautidel Marsi uurida, ehitada esimesi kolooniaid ja mugavalt kosmoses navigeerida. Neid kasutatakse sõjalises segmendis, kuna vaikimisi annavad need sõduritele üliinimliku jõu. Need annavad võimaluse täielikult kolida neile, kes on selle kaotanud. Raudmehe ülikond saab ühel päeval tõeliseks, nagu kõik, mida enda ümber näed.

"ExoAtlet"


Mäletan, et vaatasin “Avatari” ja olin seal näidatud eksoskelettidest täiesti uimastatud. Sellest ajast peale arvan, et tulevik peitub nendes nutikates riistvarades. Samuti tahan väga oma eksinud käekesi sellele teemale rakendada. Veelgi enam, kui uskuda analüütilist agentuuri ABI Research, on eksoskelettide globaalne turg 2025. aastaks 1,8 miljardit dollarit. Praegusel etapil, kuna ma ei ole tehnik, insener, arhitekt ega programmeerija, olen ma mõnevõrra segaduses. Mõtlen, kuidas sellele teemale läheneda. Mul oleks hea meel, kui artikli kommentaarides oleks inimesi, kes võiksid olla huvitatud sarnased projektid osaleda.
Praegu tegutseb eksoskeleti turul neli ettevõtet. võtmeettevõtted: American Indego, Israeli ReWalk, Japanese Hybrid Assistive Limb ja Ekso Bionics. Nende toodete keskmine maksumus on 75-120 tuhat eurot. Ka Venemaal ei istu inimesed midagi tegemata. Näiteks tegeleb ettevõte Exoathlete aktiivselt meditsiiniliste eksoskelettide kallal.

Esimese eksoskeleti töötasid General Electric ja Ameerika Ühendriikide sõjaväelased ühiselt välja 60ndatel ja seda kutsuti Hardimaniks. Ta suutis 4,5 kg tõstejõuga tõsta 110 kg. See oli aga ebapraktiline oma märkimisväärse 680 kg massi tõttu. Projekt ei olnud edukas. Iga katse kasutada täielikku eksoskeletti põhjustas intensiivse kontrollimatu liikumise, mille tulemusena ei testitud seda kunagi täielikult inimesega. Edasised uuringud keskendusid ühele käele. Kuigi ta pidi tõstma 340 kg, oli tema kaal 750 kg, mis oli kaks korda suurem tõstejõud. Ilma kõiki komponente tööle panemata praktiline kasutamine Hardimani projekt oli piiratud.


Järgmisena tuleb lühike lugu kaasaegsetest eksoskelettidest, mis ühel või teisel viisil on jõudnud kommertsrakenduse tasemele.

1. Iseseisev kõndimine. Ei vaja karkusid ega muid stabiliseerimisvahendeid, jättes samal ajal käed vabaks.
4. Eksoskelett jalgadele võimaldab: seista/istuda, pöörata ümber, kõndida tagurpidi, seista ühel jalal, kõndida trepist üles, kõndida erinevatel, isegi kaldpindadel.
5. Seadet on väga lihtne juhtida – kõik funktsioonid aktiveeritakse juhtkangi abil.
6. Seadet saab tänu suure mahutavusega eemaldatavale akule kasutada terve päeva.
7. REX-i kerge kaal, vaid 38 kilogrammi, suudab toetada kuni 100 kilogrammi kaaluvaid ja 1,42–1,93 meetri pikkuseid kasutajaid.
8. Mugav süsteem fikseerimine ei tekita ebamugavust isegi terve päeva kandmisel.
9. Samuti, kui kasutaja ei liigu, vaid lihtsalt seisab, ei raiska REX aku energiat.
10. Juurdepääs hoonetele ilma kaldteedeta tänu võimalusele ilma abita trepist üles kõndida.

HAL

HAL ( Hübriidne abijäse) – on robot-eksoskelett, millel on ülemised jäsemed. Hetkel on välja töötatud kaks prototüüpi - HAL 3 (jalgade motoorse funktsiooni taastamine) ja HAL 5 (käte, jalgade ja torso taastamine). HAL 5 abil suudab operaator tavatingimustes tõsta ja kanda esemeid kuni viis korda maksimaalsest koormusest.

Hind Venemaal: nad lubasid 243 600 rubla eest. Teavet ei õnnestunud kinnitada.

Omadused ja spetsifikatsioonid:

1. Seadme kaal 12 kg.
3. Seade võib töötada 60-90 minutit ilma laadimiseta.
4. Eksoskeleti kasutatakse aktiivselt alajäsemete motoorsete funktsioonide patoloogiaga patsientide taastusravis tsentraalse häire tõttu. närvisüsteem või neuromuskulaarsete haiguste tagajärjel.

Uuesti kõndida

Rewalk on eksoskelett, mis võimaldab parapleegilistel inimestel kõndida. Sarnaselt eksoskeleti või bioelektroonilise ülikonnaga tuvastab ReWalki seade spetsiaalsete andurite abil inimese tasakaalu hälbed ja muudab need seejärel impulssideks, mis normaliseerivad tema liigutusi, võimaldades inimesel kõndida või seista. ReWalk on juba saadaval Euroopas ja praegu on FDA heaks kiidetud Ameerika Ühendriikides.

Hind Venemaal: alates 3,4 miljonist rublast (tellimusel).

Omadused ja spetsifikatsioonid:

1. Seadme kaal 25 kg.
2. Eksoskelett võib kanda kuni 80 kg.
3. Seade võib töötada kuni 180 minutit ilma laadimiseta.
4. Aku laadimisaeg 5-8 tundi
5. Eksoskeleti kasutatakse aktiivselt kesknärvisüsteemi häirete või neuromuskulaarsete haiguste tagajärjel alajäsemete motoorsete funktsioonide patoloogiaga patsientide taastusravis.

Ekso biooniline

Ekso GT on järjekordne eksoskeleti projekt, mis aitab raskete luu- ja lihaskonnahaigustega inimestel liikumisvõime tagasi saada.

Hind Venemaal: alates 7,5 miljonist rublast (tellimusel).

Omadused ja spetsifikatsioonid:

1. Seadme kaal 21,4 kg.
2. Eksoskelett suudab kanda kuni 100 kg.
3. Maksimaalne puusa laius: 42cm;
4. Aku kaal: 1,4 kg;
5. Mõõdud (KxLxS): 0,5 x 1,6 x 0,4 m.
6. Eksoskeleti kasutatakse aktiivselt kesknärvisüsteemi häirete või neuromuskulaarsete haiguste tagajärjel alajäsemete motoorsete funktsioonide patoloogiaga patsientide taastusravis.

DM

DM ( Unistuste masin) – hüdrauliline automatiseeritud eksoskelett hääljuhtimissüsteemiga.

Hind Venemaal: 700 000 rubla.

Omadused ja spetsifikatsioonid:

1. Seadme kaal 21 kg.
2. Eksoskelett peab kandma kasutaja kaalu kuni 100 kg.
3. Kasutusala võib olla palju laiem kui kesknärvisüsteemi häirete või neuromuskulaarsete haiguste tagajärjel tekkinud alajäsemete motoorsete funktsioonide patoloogiaga patsientide taastusravi. See võib olla tööstus, ehitus, show-äri ja moetööstus.

Arutelu küsimused:

1. Milline on projektimeeskonna optimaalne koosseis?
2. Mis on projekti maksumus algstaadiumis?
3. Millised on lõksud?
4. Kuidas sa näed optimaalne aeg projekti elluviimine ideest kommertsliku käivitamiseni?
5. Kas ja miks tasub sellist projekti praegu alustada?
6. Milline peaks olema geograafia ja turu laienemine?
7. Kas olete isiklikult valmis sellises projektis osalema ja kui jah, siis millises rollis?

ZY Oleksin tänulik konstruktiivse arutelu, arvamuste, argumentide ja poolt- ja vastuargumentide eest kommentaarides. Olen kindel, et ma pole ainuke, kes sellele mõtleb. Vahepeal olen kindel, et eksoskelett on uus iPhone maailma populaarkultuuris järgmise kümne aasta silmapiiril.

Eksoskeletonid aitavad halvatutel kõndida, muudavad raske töö lihtsaks, kaitsevad sõdureid lahinguväljal ja annavad meile supervõimeid.

1. Activelink Power Loader

Filmi Aliens kuulsa eksoskeleti järgi nime saanud Activelink Power Loader on mõeldud raskete raskuste kergendamiseks. käsitsitöö omanik, olenemata tema vanusest, soost ja suurusest, ning selle eesmärk on "luua ühiskonda ilma piiranguteta", selgub kuulsa Jaapani elektroonikatootja Panasonicu tütarettevõtte Activelinki pressiteatest.

2. HAL


HAL (Hybrid Assistive Limb) on Jaapanist pärit mehaaniline eksoskelett, mille on välja töötanud Cyberdine Inc. (jah, täpselt nagu need tüübid, kes alustasid kõike Terminaatoris), loodi prototüübina 1997. aastal ja seda kasutatakse nüüd Jaapani haiglates raskelt haigete patsientide abistamiseks. igapäevase tegevuse. Samuti on teada, et 2011. aastal Fukushima-1 õnnetuse likvideerimisel kasutasid HAL-i Jaapani ehitustöölised ja isegi päästjad.

3. Ekso Bionics


14. Projekt "Kõnni uuesti"

2014. aasta jalgpalli MM-i Brasiilias avas vööst allapoole halvatud Juliano Pinto, kes sai õiguse MM-palli esimesena jalaga lüüa. See sai võimalikuks tänu tema ajuga otse ühendatud eksoskeletile, mille töötas välja Duke'i ülikool. See üritus on osa Walk Again projektist, mille lõi 150 inimesest koosnev meeskond, mida juhib tuntud neuroloog ja aju-masina liideste valdkonna juhtfiguur dr Miguel Nicolelis. Juliano Pinto arvas lihtsalt, et tahab palli lüüa, eksoskelett salvestas ajutegevuse ja aktiveeris liikumiseks vajalikud mehhanismid.

Mäletan, et vaatasin “Avatari” ja olin seal näidatud eksoskelettidest täiesti uimastatud. Sellest ajast peale arvan, et tulevik peitub nendes nutikates riistvarades. Samuti tahan väga oma eksinud käekesi sellele teemale rakendada. Veelgi enam, kui uskuda analüütilist agentuuri ABI Research, on eksoskelettide globaalne turg 2025. aastaks 1,8 miljardit dollarit. Praegusel etapil, kuna ma ei ole tehnik, insener, arhitekt ega programmeerija, olen ma mõnevõrra segaduses. Mõtlen, kuidas sellele teemale läheneda. Mul oleks hea meel, kui artikli kommentaarides märgitaks ära inimesed, kes võiksid olla huvitatud sellistes projektides osalemisest.

Praegu tegutseb eksoskeleti turul neli võtmeettevõtet: Ameerika Indego, Israeli ReWalk, Jaapani Hybrid Assistive Limb ja Ekso Bionics. Nende toodete keskmine maksumus on 75-120 tuhat eurot. Ka Venemaal ei istu inimesed midagi tegemata. Näiteks tegeleb ettevõte Exoathlete aktiivselt meditsiiniliste eksoskelettide kallal.


Esimese eksoskeleti töötasid General Electric ja Ameerika Ühendriikide sõjaväelased ühiselt välja 60ndatel ja seda kutsuti Hardimaniks. Ta suutis 4,5 kg tõstejõuga tõsta 110 kg. See oli aga ebapraktiline oma märkimisväärse 680 kg massi tõttu. Projekt ei olnud edukas. Iga katse kasutada täielikku eksoskeletti põhjustas intensiivse kontrollimatu liikumise, mille tulemusena ei testitud seda kunagi täielikult inimesega. Edasised uuringud keskendusid ühele käele. Kuigi see pidi tõstma 340 kg, oli selle kaal 750 kg, mis oli kaks korda suurem kui tõstevõime. Ilma kõiki komponente tööle panemata oli Hardimani projekti praktiline rakendamine piiratud.


REX


Omadused ja spetsifikatsioonid:
1. Iseseisev kõndimine. Ei vaja karkusid ega muid stabiliseerimisvahendeid, jättes samal ajal käed vabaks.
4. Eksoskelett jalgadele võimaldab: püsti tõusta, istuda, ümber pöörata, tagurpidi kõndida, ühel jalal seista, trepist üles kõndida, kõndida erinevatel, isegi kaldpindadel.
5. Seadet on väga lihtne juhtida – kõik funktsioonid aktiveeritakse juhtkangi abil.
6. Seadet saab tänu suure mahutavusega eemaldatavale akule kasutada terve päeva.
7. REX-i kerge kaal, vaid 38 kilogrammi, suudab toetada kuni 100 kilogrammi kaaluvaid ja 1,42–1,93 meetri pikkuseid kasutajaid.
8. Mugav kinnitussüsteem ei tekita ebamugavust isegi terve päeva kandes.
9. Samuti, kui kasutaja ei liigu, vaid lihtsalt seisab, ei raiska REX aku energiat.
10. Juurdepääs hoonetele ilma kaldteedeta tänu võimalusele ilma abita trepist üles kõndida.

Jaga