Exoskeletter i människors tjänst: inom medicin, fabriker, armén

Exoskeletter ökar en persons styrka, ökar produktiviteten och återvinner förlorade förmågor. De hjälper personer med funktionsnedsättning, underlättar arbetet i industrin och förbättrar armén.

Vad är ett exoskelett

Bokstavligen översatt från grekiska är ett exoskelett ett externt skelett. Automatisk design som återställer förlorade eller förbättrar befintliga kroppsfunktioner.

Den består av en solid ram och enheter som är ansvariga för rörelse. Sådana system duplicerar arbetet i muskel- och skelettsystemet, beräknar ansträngningar och säkerhet för rörelser.
Exoskeletter görs passiva och aktiva. De förstnämnda ökar inte styrkan och tar inte på sig fysisk aktivitet utan fördelar den genom hela kroppen. Aktiva modeller har sitt fokus på marken. De tar en del av bördan på sig själva. Så användaren lyfter fler vikter – effekten av ökande styrka uppnås..

De första exoskeletterna

Idén om en kostym som förbättrar förmågan har sitt ursprung i fantasi. Principerna om detta ämne formulerades av den rysk-amerikanska mekaniska ingenjören Nikolai Yagn. Det är riktigt, saker gick inte utöver teorin. Den enda förkroppsliga idén är en automatisk enhet som levererar vatten till ångpannor – ”Brandmanens vän”.

Den första exoskeletten gjordes vid Pentagon. Han kallade sig Hardiman. Det var en maskin med en stor manipulator, i vilken du måste sätta in en hand för att kontrollera. Dess nyttolast var 110 kg, men Hardiman gav inte mycket nytta. Han var för stor och tung (680 kg).

Sedan 1980-talet har lovande projekt dykt upp. Under 1990-talet började produktionen i olika länder. Kostymerna var fortfarande besvärliga, men de närmade sig att användas i livet..

Numera är de flesta exoskeletter tillverkade för medicin, armén eller industrin..

Exoskeletter för funktionshindrade

Ekso GT

Exoskelet för rehabilitering efter stroke och ryggmärgsskador. Ekso GT är ett par robotben med gångkryckor. Den inbyggda programvaran samlar in statistik över hur mycket energi som spenderas på varje rörelse hos roboten och vilka åtgärder personen utför själv.

Hybrid Assistive Limb (HAL)

Finns för ben (HAL 3) eller arm-ben-torso (HAL 5). Hjälper till att lyfta en last 5 gånger mer än en person kan. Behövs för rehabilitering av de förlamade. Ställdonet i denna exosuit drivs av muskelimpulser. Förutom människor med hälsoproblem, är HAL användbart för äldre, byggnadsarbetare, anställda vid krisdepartementet.

REX

Skelett för personer med dysfunktion i benen. Det hjälper att gå, stå upp, sitta ner, klättra trappor, flytta bakåt och till och med göra en ”moonwalk”. Användaren styr det från kontrollpanelen och joysticken.

REX kan ta bort komplikationerna i samband med långa rullstolstag.

Fågel Fenix

Exosuit för fri promenad med förlamning av benen. Det skiljer sig mycket från de skrymmande modellerna under det senaste decenniet i storlek och vikt (12 kg). Detta är möjligt på grund av användningen av endast två enheter på höfterna. Knän hålls på plats av spänningssystem.

eLegs

Ett exoskelett för personer med förlamning eller dysfunktion i benen. Vikt – 20 kg. Lämplig för en person med en höjd av 157-193 cm. Rörelsens hastighet är cirka 3 km / h.

Dräkten förutspår åtgärder med hjälp av lutningssensorer, till exempel hjälper det att komma ur rullstolen när användaren rör sig framåt och lutar sig på kryckor.

ReWalk

Bionisk exosuit för patienter med benförlamning. Han hjälper till att stå, gå, gå uppför trappan. Styrningen utförs via fjärrkontrollen i handen.

Militära exoskeletter

Försvarsministerier och militära forskningsinstitut i olika länder har sedan förra seklet försökt utveckla ett enkelt, enkelt och hållbart system för soldater.

I Pentagon görs detta av den avancerade utvecklingsbyrån DARPA, i Ryssland – av institut och ingenjörskontor som agerar på försvar av ministeriet för försvar. Liknande projekt pågår i Kina, Japan, Israel, europeiska länder.

XOS 2

En av de mest kända exoskeletterna för armén. Dess uppgift är att öka soldatens fysiska förmågor. Ingen rustning ingår.

Dräkten hjälper till i logistik och övergrepp. Det tillför krafter som är tillräckliga för att bära stora vikter, förstöra träbjälkar och tegelväggar.

Talos

Detta är en komplex kostym. Den har funktionerna av ett rustning och ett styrkaförbättrande system. Han hjälper till att slåss med utrustning upp till 45 kg. Dräkten övervakar livsviktiga tecken och slutar till och med blöda.

Utrustningens sammansättning och specifika egenskaper publiceras vanligtvis inte – Talos visas på tematiska utställningar med en allmän presentation.

ExoHiker

Detta skelett är inte positionerat som en armé, men det är intressant för militären. Dess uppgift är att underlätta transport av tunga ryggsäckar under vandringen. ExoHiker väger 14 kg, men tar av sig 70 kg. På en enda laddning utan att ansluta ett solbatteri, kör det 65 km med en hastighet av cirka 4 km / h.

Industriella exoskeletter

H-Lex

Hyundai viktlyftmaskin. Det är lämpligt för personer med begränsad rörlighet, men det är obekvämt på grund av dess stora storlek. Därför ligger huvudfokuset på att arbeta i industrin. Där du måste lyfta upp till 60 kg.

Stolfri stol

Denna exo-stol är för dig som arbetar på fötterna. Det lindrar spänningar i musklerna när du behöver vara i en halv-squat, squat eller stå. Bekväm för arbete i verkstaden, på förpackningslinjen, kök, frisör. Apparaten är flexibel och mobil.

Exosuit

Utformad för dykare för att motstå vattentryck och kalla temperaturer på 300 meters djup. Det är faktiskt en förstärkt dykdräkt som väger 240 kg med fyra motorer..

MS-02 PowerLoader

En robotdräkt för många uppgifter. Utvecklarna föreslår att använda den i räddningsinsatser där du behöver lyfta föremål som väger upp till 100 kg.

Det finns flera manipulatorer i systemet och sensorer är placerade i fotens sulor. De analyserar belastningen på en person i sex vektorer och beräknar hur mycket maskininsats som krävs för att hjälpa.

MAX SuitX

Exoskelett för movers. Konstruktionen duplicerar muskel- och skelettsystemet och tar bort en del av lasten från det. Det hänger ständigt på en person i ett avaktiverat tillstånd, men känner automatiskt igen ögonblicket för början av arbetet och slås på.

Assistantdräkt AWN-03

Kraft exoskelett från Panasonic för lagerarbetare. Den fästs på axlarna, höfterna och korsryggen. Huvuduppgiften är att ta bort belastningen från ryggraden och ryggmusklerna under överföring av vikter.

Ryska exoskeletter

ExoAtlet

Rysk utveckling för rehabilitering av patienter med ben- och ryggmärgsproblem. En av ExoAtlets piloter och ambassadörer är den Paralympiska rullstolens curlingmästare Vitaly Danilov.

Stokhan exoskelet

Industriell exosuit från Perm-utvecklare. Enligt beräkningar ökar det arbetskraftsproduktiviteten i maskinteknik, konstruktion och räddningsinsatser med 2-5 gånger..

ExoBelt

Passivt exoskelett från ExoAtlant-företaget. Projektet är fortfarande under utveckling. Det är tänkt att avlasta upp till 40% av lasten från ryggen när du bär tunga laster.

Företagets första partner kommer att vara Sberbank. Exoskeletten testas av anställda som bär påsar med guld och andra värdesaker

Framtidens exoskeletter

Branschen växer: enheter blir mindre, funktioner blir bredare. Modeller visas inte bara för medicin, industri eller armé:

ARAIG

Exoskeleton-controller för spelare. Den är inte utformad för att bära laster eller förbättra förmågan. Denna färg fördjupar användaren i en spelverklighet: ändrar temperaturen, simulerar påverkan av skal, kontakt med marken och hinder.

NASA X1

En kostym designad av North Atlantic Space Agency för astronauter. Det behövs för att arbeta med stora vikter under tyngdkraftsförhållanden.

Den har fyra knä- och höftdrivare och sex artikulationer. Utvecklarna planerar att lägga till mer. Dräkten är lämplig för att arbeta på ISS och upprätthålla muskelton i nollvikt – den skickar data om astronauter till läkare på jorden.

Var man kan köpa ett exoskelett och hur mycket kostar det

Materialkostnaden gör exoskeletter dyra. Till exempel ryska ExoAtlet kostar mer än 1 miljon rubel. Utländska tillverkade kostymer är mycket dyrare. Till exempel REX P – 9,5 miljoner rubel.

Tillverkare med lägre priser växer gradvis upp. Till exempel lanserar Cyberdyne HAL för armar, ben och hela överkroppen, som kan köpas från $ 4200.

Det är bättre att ta reda på priset på enheter på tillverkarens webbplatser, men dessa resurser är också lämpliga för allmän information:

• TIU
• AliExpress
• RoboTrends

Liknande artiklar

• Hur robotar hjälper människor på olika livsområden

  I en värld som går igenom den fjärde industriella revolutionen, blir mycket automatiskt. Roboter verkar som fungerar i fabriker och förenklar…

• Neuronet – idealisk cyber-framtid eller kontroll över människor

  Förr eller senare kommer en person att ansluta sin hjärna till Internet och kontrollera enheter runt honom med sin tanke. Det kommer att finnas en universell miljö där människor…

• Vad är big data och vad är det för?

  Big Data Big data är en riktning som alla pratar om, men få är väl insatta i den. E-handel jättar, industriella…