Sjećam se da sam gledao "Avatar" bio sam potpuno zapanjen egzoskeletima prikazanim tamo. Od tada mislim da budućnost pripada ovim pametnim komadima gvožđa. Također stvarno želim da svoje izoštrene ruke prikačim ovoj temi s pogrešne strane. Štaviše, prema analitičkoj agenciji ABI Research, obim svjetskog tržišta egzoskeleta do 2025. iznosit će 1,8 milijardi dolara. U ovoj fazi, nisam tehničar, inženjer, arhitekta i programer, u nekoj sam zabuni. Razmišljam kako pristupiti ovoj temi. Bilo bi mi drago da se u komentarima na članak navedu ljudi koji bi bili potencijalno zainteresirani za sudjelovanje u ovakvim projektima.
Na tržištu egzoskeleta trenutno posluju četiri ključne kompanije: američki Indego, izraelski ReWalk, japanski Hybrid Assistive Limb i Ekso Bionics. prosječna cijena njihovi proizvodi od 75 do 120 hiljada eura. U Rusiji ljudi takođe ne sjede bez posla. Na primjer, kompanija Exoathlet aktivno radi na medicinskim egzoskeletima.

Prvi egzoskelet zajednički su razvili General Electric i vojska Sjedinjenih Država 60-ih godina i nazvan je Hardiman. Mogao je podići 110 kg uz primijenjenu silu pri podizanju 4,5 kg. Međutim, bio je nepraktičan zbog svoje značajne težine od 680 kg. Projekat nije bio uspješan. Svaki pokušaj korištenja punog egzoskeleta završavao se intenzivnim nekontroliranim pokretom, zbog čega nikada nije u potpunosti testiran s osobom unutra. Dalja istraživanja fokusirana su na jednu ruku. Iako je morala podići 340 kg, njena težina je bila 750 kg, što je dvostruko više od sile dizanja. Bez spajanja svih komponenti za rad praktična upotreba Hardiman projekat je bio ograničen.

Dalje će biti kratka priča o modernim egzoskeletima, koji su na ovaj ili onaj način dostigli nivo komercijalne implementacije.

1. Samostalno hodanje. Ne zahtijevaju štake ili druga sredstva za stabilizaciju dok su vam ruke slobodne.
4. Egzoskelet za noge vam omogućava da: stojite/sjednete, okrećete se, hodate unazad, stojite na jednoj nozi, hodate uz stepenice, hodate po raznim, čak i nagnutim površinama.
5. Uređaj je vrlo jednostavan za rukovanje - sve funkcije se aktiviraju džojstikom.
6. Uređaj se može koristiti cijeli dan zahvaljujući uklonjivoj bateriji velikog kapaciteta.
7. Uz malu težinu od samo 38 kilograma, REX može izdržati korisnika koji teži do 100 kilograma i raste od 1,42 do 1,93 metra.
8. Pogodan sistem fiksiranja ne izaziva nikakvu nelagodu čak i ako ga nosite cijeli dan.
9. Takođe, kada se korisnik ne kreće, već samo stoji REX ne troši energiju baterije.
10. Pristup zgradama bez rampi, zahvaljujući mogućnosti hodanja po stepenicama bez pomoći.

HAL

HAL ( Hibridni pomoćni ekstremitet) - je robotski egzoskelet sa gornjim udovima. On ovog trenutka razvijena su dva prototipa - HAL 3 (obnavljanje motoričke funkcije nogu) i HAL 5 (obnavljanje rada ruku, nogu i trupa). Sa HAL 5, operater je u mogućnosti da podigne i nosi predmete pet puta veće težine maksimalno opterećenje pod normalnim uslovima.

Cijena u Rusiji: obećano za 243 600 rubalja. Informacija nije mogla biti potvrđena.

Karakteristike i specifikacije:

1. Težina uređaja je 12 kg.
3. Uređaj može raditi od 60 do 90 minuta bez ponovnog punjenja.
4. Egzoskelet se aktivno koristi u rehabilitaciji pacijenata sa patologijom motoričkih funkcija donjih ekstremiteta zbog poremećaja centralnog nervni sistem ili kao posljedica neuromišićnih bolesti.

Rewalk

Rewalk je egzoskelet koji omogućava hodanje osobama s paralizom donjih udova. Poput vanjskog skeleta ili bioelektronskog odijela, ReWalk uređaj koristi posebne senzore za otkrivanje odstupanja u ravnoteži osobe, a zatim ih pretvara u impulse koji normalizuju njegove pokrete, što omogućava osobi da hoda ili stoji. ReWalk je već dostupan u Evropi i trenutno je odobren od strane FDA u Sjedinjenim Državama.

Cijena u Rusiji: od 3,4 miliona rubalja (po narudžbini).

Karakteristike i specifikacije:

1. Težina uređaja je 25 kg.
2. Egzoskelet može nositi do 80 kg.
3. Uređaj može raditi do 180 minuta bez ponovnog punjenja.
4. Vrijeme punjenja baterije 5-8 sati
5. Egzoskelet se aktivno koristi u rehabilitaciji pacijenata sa patologijom motoričkih funkcija donjih ekstremiteta zbog poremećaja centralnog nervnog sistema ili kao posledica neuromišićnih bolesti.

Ekso bionic

Ekso GT je još jedan projekat egzoskeleta koji pomaže osobama s teškim mišićno-koštanim bolestima da povrate sposobnost kretanja.

Cijena u Rusiji: od 7,5 miliona rubalja (po narudžbini).

Karakteristike i specifikacije:

1. Težina uređaja je 21,4 kg.
2. Egzoskelet može nositi do 100 kg.
3. Maksimalna širina kukova: 42 cm;
4. Težina baterije: 1,4 kg;
5. Dimenzije (VxŠxD): 0,5 x 1,6 x 0,4 m.
6. Egzoskelet se aktivno koristi u rehabilitaciji pacijenata sa patologijom motoričkih funkcija donjih ekstremiteta zbog poremećaja centralnog nervnog sistema ili kao posledica neuromišićnih bolesti.

DM

DM ( Mašina snova) - hidraulični automatizovani egzoskelet sa sistemom glasovne kontrole.

Cijena u Rusiji: 700.000 rubalja.

Karakteristike i specifikacije:

1. Težina uređaja je 21 kg.
2. Egzoskelet mora izdržati težinu korisnika do 100 kg.
3. Opseg primene može biti mnogo širi od rehabilitacije pacijenata sa patologijom motoričkih funkcija donjih ekstremiteta usled poremećaja centralnog nervnog sistema ili kao posledica neuromišićnih oboljenja. To može biti industrija, građevinarstvo, šou biznis i modna industrija.

Pitanja za diskusiju:

1. Šta je optimalan sastav projektni tim?
2. Koliki je početni trošak projekta?
3. Koje su zamke?
4. Kako to vidite optimalno vreme implementacija projekta od ideje do komercijalnog lansiranja?
5. Vrijedi li započeti sličan projekat sada i zašto?
6. Kakva bi trebala biti geografija i širenje tržišta?
7. Lično, da li ste spremni da učestvujete u ovakvom projektu, i ako jeste, u kom svojstvu?

ZY Bio bih zahvalan za konstruktivnu diskusiju, mišljenja, argumente i argumente za i protiv u komentarima. Siguran sam da nisam jedini koji razmišlja. U međuvremenu, siguran sam da egzoskelet jeste novi iPhone u svjetskoj popularnoj kulturi na horizontu u narednih deset godina.

Moderni potrošač nastoji odabrati pametne telefone s visokim performansama, visokokvalitetnim komponentama i prihvatljivom cijenom. Takve uređaje na tržište tradicionalno isporučuje kineska kompanija Xiaomi. Međutim, u bliskoj budućnosti kompanija planira radikalno promijeniti svoju marketinšku strategiju, a prije svega je ...Čitaj više

Jetpack Aviation je najpoznatija po svojim jetpackovima. Međutim, nedavno je počeo primati narudžbe za leteći motocikl Jetpack Speeder. Prema informacijama objavljenim na web stranici proizvođača, planira se razviti 4 verzije hoverbike-a: teretna, vojna, ultralaka i za aktivan odmor... Razlike između njih će biti...Čitaj više

Svaki savremeni čovek zna za mogućnost praćenja radnji korisnika računarske opreme. Preporučljivo je izbjegavati potpuni nadzor lijepljenjem kamera i mikrofona trakom, isključivanjem slušalica i web kamera na vrijeme kada nisu potrebne. Međutim, ozbiljni hakeri ili specijalne službe lako zaobilaze takve amaterske metode zaštite...Čitaj više

Jedan od glavnih izazova sa kojima se suočavaju kompanije koje rade u oblasti računarske bezbednosti je pronalaženje načina i tehnika za hakovanje mobilnih uređaja poznati po svojoj besprekornoj zaštiti. Ponekad je metodologija zaobilaženja sigurnosnih sistema posuđena od hakera. Priča se da se koriste Cellebrite i Grayshift najnoviji način R...Čitaj više

Holandska kompanija PAL-V već je predstavila svoj leteći automobil na sajmu automobila u Ženevi prošle godine. Ove godine proizvođač je donio njegovu ažuriranu verziju. Liberty Pioneer je nabavio niz važnih dodataka, ali što je najvažnije, prema riječima programera, to je prva svjetska komercijalna certificirana ...Čitaj više

Rastrgajte zrak brzinom zvuka i jurite prema horizontu, ispruživši ruke po šavovima u svom gvozdeno odelo... Biti bilo gdje u tren oka globus a da ne morate da zaglavite u saobraćaju. Letite bez krila, bez ukrcaja u avion ili bilo šta jače. Neka na mene baci kamen (naravno, u odelu) onaj ko nije hteo da bude na mestu Tonija Starka u njegovim zvezdanim trenucima Čelični čovjek). Dio ovih snova moći će ostvariti egzoskelet - uređaj koji može povećati sposobnosti osobe (uglavnom fizičku, mišićnu snagu) zbog vanjskog okvira. Reći ćemo vam o tome šta je ovaj uređaj, koji su razvoji već na snazi ​​i kako će se tehnologije razvijati u budućnosti, reći ćemo u ovom materijalu.

Od elastičnog do "gvozdenog čoveka"

Nauka i tehnologija su, bez pretjerivanja, najžešća rasa ljudske i prirodne inventivnosti. Čovek je kroz svoju istoriju pokušavao da prepravi svet oko sebe kako bi odgovarao svojim potrebama. Negdje i uspijeva, često ne bez štete po prirodu. Moraš negde da viriš u nju. I ako većina beskičmenjaka u ovom ili onom obliku ima vanjski kostur, ljudi nemaju. Ali nije bilo ni krila?

Danas se pod egzoskeletom podrazumijeva mehaničko odijelo ili njegov dio visine do 2-2,5 metara. Zatim tu su "mobilna odijela", krzna i drugi džinovski humanoidni roboti.

Kao i mnogo toga drugog u našem životu, egzoskeleti postepeno prelaze granicu koja razdvaja smele snove i dnevni život... Prvobitno samo ideje, koncepti, mitovi i legende naučne fantastike, danas se nove verzije egzoskeleta pojavljuju gotovo svake sedmice.

Prvim pronalazačem egzoskeleta smatra se ruski "mašinski inženjer" Nikolaj Ferdinandovič Jagn, koji je 1890-ih registrovao niz patenata na ovu temu. Živio je u Americi, gdje je, zapravo, patentirao svoja čuda, pokazivao ih na izložbama, a po povratku u rodni kraj ponovo je izumio. Njegov egzoskelet je uopšte trebao da olakša vojniku hodanje, trčanje i skakanje. Već tada je ruski genije predvidio potencijalnu vojnu moć takvih uređaja.

NIKOLAI
Ferdinandovich YAGN

Osim egzoskeleta, Yagn je razvio rashladne zavjese, hidraulički motor, okretni vijak, samovar-sterilizator i druge uređaje.

Hardiman

Nemojmo poricati da su pisci naučne fantastike dali ogroman i ogroman doprinos razvoju egzoskeleta. Godine 1959., nakon hvaljenog romana Roberta Heinleina "Starship Troopers", svima je postalo jasno da su vanjska odijela budućnost neprijateljstava i ne samo. I idemo dalje.

Prvi egzoskelet stvorio je General Electric uz podršku američkog Ministarstva odbrane 1960-ih. Hardiman je bio težak 680 kilograma i mogao je podići teret do 110 kilograma. Uz sve gigantske ambicije - a htjeli su ga koristiti i pod vodom i u svemiru, i nositi bojeve glave i nuklearne šipke - pokazao se da nije najbolji način... Bio je sigurno zaboravljen.

nejasno podsjeća na egzoskelete, pedomotorni uređaj pronalazača Leslie S. Kelly, razvijen 1917.

Devet godina kasnije, Miomir Vukobratović iz jugoslovenskog Beograda pokazao je prvi egzoskelet power walking, čiji je zadatak bio da osobama sa paralizom donjih udova omogući hodanje. Uređaj je bio baziran na pneumatskom pogonu. Sovjetski naučnici iz Central Institute Traumatologija i ortopedija NN Priorov su pokazale prve inicijative za razvoj egzoskeleta zajedno sa jugoslovenskim kolegama na osnovu radova Vukobratovića. Ali s početkom perestrojke, projekti su zatvoreni, a nema informacija o tajnom podzemnom razvoju egzoskeleta. Ali sa istraživanjem svemira, sve je bilo u redu.

V drugačije vrijeme v različite zemlje majstori su pokušali sami da naprave egzoskelete za različite svrhe, ali zbog niza prepreka (o kojima ćemo kasnije), bilo je moguće to učiniti vrlo loše. Nedostatak energetskih resursa, spor razvoj naučnog i tehnološkog napretka, razvoj nauke o materijalima i drugih srodnih nauka, kao i razvoj računarstva i kibernetike, čiji se talas podigao tek pre 30 godina, sve je to kočilo razvoj egzoskeleta. Bez sumnje, ovo su najsloženije tehnologije koje ljudi tek treba da savladaju.

Problemi sa egzoskeletom

Na ovoj planeti nema mnogo materijala od kojih se može napraviti čvrsti okvir i koji svojom težinom neće pogoršati stvar. U svakom slučaju, nije ih bilo mnogo, ali uzimajući u obzir svemirske letove, razvoj vojske, razvoj nauke o materijalima, nanotehnologije i desetak i više zanimljivih područja, čovječanstvo postepeno preuzima jednu barijeru za drugom. V početkom XXI veka, interesovanje za egzoskelete rasplamsalo se izuzetnom snagom i nastavlja da gori do danas. Ali prvo, hajde da razgovaramo o glavnim problemima s kojima se suočavaju kreatori egzoskeleta.

Ako hipotetički egzoskelet razložimo na njegove komponente, imat ćemo: izvor energije, mehanički skelet i softvera... A ako se čini da je sve jasno sa zadnje dvije tačke i gotovo da nema nikakvih problema, onda je napajanje ozbiljan problem. Uz normalan izvor energije, inženjeri su mogli ne samo stvoriti egzoskelet, već ga i kombinirati sa svemirskim odijelom i mlaznim ranom. Vjerovatno bi to bilo odijelo Iron Mana, ali novi Tony Stark se još nije pojavio.

Bilo koje od kompaktnih izvora napajanja danas može osigurati egzoskelet za samo nekoliko sati. samostalan rad... Dalje - ovisnost o žici. Nepunjivo i punjive baterije postoje ograničenja kao što su potreba za zamjenom ili sporo punjenje. Motori unutrašnjim sagorevanjem trebao bi biti previše robustan, ali ne posebno kompaktan. Osim toga, u potonjem slučaju, trebat će vam dodatni sistem hlađenje, a sam motor sa unutrašnjim sagorevanjem je teško podesiti da trenutno oslobađa veliku količinu energije. Elektrohemijski gorivne ćelije može brzo napuniti gorivo tečno gorivo(na primjer, metanol) i daju potrebno i trenutno oslobađanje energije, ali rade izuzetno visoke temperature... 600 stepeni Celzijusa - relativno niske temperature za takav izvor napajanja. Sa njim će se "gvozdeni čovek" pretvoriti u hot dog.

Začudo, najviše moguća opcija Rješavanje problema goriva za egzoskelete budućnosti može postati najnemoguće: bežični prijenos energije. To bi moglo riješiti mnoga pitanja, jer se može prenijeti iz proizvoljno velikog reaktora (uključujući i nuklearni). Ali kako? Pitanje je otvoreno.

Prvi egzoskeleti bili su napravljeni od aluminija i čelika, jeftini i jednostavni za korištenje. Ali čelik je pretežak, a egzoskelet mora raditi i na podizanju vlastite težine. Shodno tome, s velikom težinom odijela, njegova učinkovitost će se smanjiti. Aluminijske legure dovoljno lagani, ali akumuliraju zamor, što znači da nisu posebno pogodni za velika opterećenja. Inženjeri su u potrazi za svjetlom i izdržljivi materijali poput titanijuma ili karbonska vlakna... Oni će neminovno biti skupi, ali će osigurati efikasnost egzoskeleta.

Poseban problem predstavljaju diskovi. Standardni hidraulični cilindri su dovoljno snažni da rade precizno, ali su teški i zahtijevaju puno crijeva i cijevi. Pneumatika je, s druge strane, previše nepredvidiva u smislu pokreta rukovanja, budući da je komprimirani plin opružan i reaktivne sile će gurnuti aktuatore.

Međutim, razvijaju se novi elektronski bazirani servo uređaji koji će koristiti magnete i pružati brz odziv, uz minimalnu potrošnju energije i mali. Ovo možete uporediti sa prelaskom sa parnih lokomotiva na vozove. Napominjemo i fleksibilnost koju bi zglobovi trebali imati, ali ovdje probleme egzoskeleta mogu riješiti programeri svemirskih odijela. Oni će vam također pomoći da shvatite kako prilagoditi odijelo veličini onoga ko ga nosi.

Kontrola

Poseban izazov pri dizajniranju egzoskeleta je kontrola i regulacija prekomjernih i neželjenih pokreta. Ne možete samo uzeti i napraviti egzoskelet sa istom brzinom reakcije za svakog od članova. Takav mehanizam može biti prebrz za korisnika, ali se ne može učiniti presporim – neefikasnim. S druge strane, ne možete se osloniti na korisnika i vjerovati senzorima da očitaju namjere na osnovu pokreta tijela: desinhronizacija pokreta korisnika i odijela dovest će do ozljeda. Potrebno je ograničiti obje strane. Inženjeri muče glavu nad rješenjem ovog problema. Osim toga, nenamjerno ili neželjeno kretanje mora se uočiti unaprijed kako slučajno kihanje ili kašalj ne bi doveli do poziva hitne pomoći.

Egzoskeleti i budućnost

Sarcos i Raytheon su 2010. godine zajedno sa američkim Ministarstvom odbrane pokazali borbeni egzoskelet XOS 2. Prvi prototip objavljen je dvije godine ranije, ali nije izazvao pometnju. Ali XOS 2 se pokazao toliko kul da je časopis Time uvrstio egzoskelete na listu pet najboljih vojnih inovacija godine. Od tada, vodeći svjetski inženjeri muče mozak kako bi stvorili egzoskelete koji mogu pružiti prednost na bojnom polju. I van njega.

Šta imamo danas?

Ovaj egzoskelet je predstavljen 2011. godine i dizajniran je za osobe sa invalidnosti... Izašao je u januaru 2013 ažurirana verzija- ReWalk Rehabilitation, au junu 2014. godine FDA je odobrila upotrebu egzoskeleta u javnosti i kod kuće, čime je otvorila put za komercijalnu upotrebu. Sistem je težak oko 23,3 kilograma, radi na Windows-u i ima tri načina rada: hodanje, sjedenje i stajanje. Trošak: od 70 do 85 hiljada dolara.

Serija ovih vojnih egzoskeleta je u aktivnom razvoju (pored XOS 3). Teži oko 80 kilograma i omogućava nosiocu da s lakoćom podigne 90 kilograma viška. Najnoviji modeli odijela su toliko fleksibilna da vam omogućavaju da se igrate loptom. Kako napominju proizvođači, jedan XOS može zamijeniti tri vojnika. Možda će treća generacija egzoskeleta biti bliža onome što vidimo na ekranima naučnofantastičnih filmova. posljednjih godina... Nažalost, dok je vezan za vanjski izvor napajanja.

Human Universal Load Carrier je kreacija poznate kompanije Lockheed Martin u saradnji sa Berkeley Bionics. Ovaj egzoskelet je također dizajniran za vojsku. Osnova je hidraulika i litijum-polimerske baterije. Pravilnim učitavanjem vanjski okvir, uz njegovu pomoć korisnik može ponijeti do 140 kilograma viška tereta. Očekuje se da će vojnici moći da koriste HULC kamion "ja i moj prijatelj" 72 sata. Razvoj je u toku puni zamah, stoga, nije iznenađujuće da je HULC taj koji bi mogao biti prvi koji će ući u službu u Sjedinjenim Državama.

ExoHiker, ExoClimber i eLEGS (Ekso)

Prototipovi su opet Berkeley Bionics, dizajnirani za obavljanje različitih zadataka. Prvi je da pomogne putnicima da nose teret do 50 kilograma, uveden je u februaru 2005. godine i težak je oko 10 kilograma. S obzirom na male solarni panel, može raditi jako, jako dugo. ExoClimber je dodatak od 10 kg za ExoHiker koji omogućava korisniku da skače i penje se uz stepenice. Godine 2010. razvoj Berkeley Bionics-a rezultirao je eLEGS-om. Ovaj sistem je kompletan hidraulični egzoskelet koji omogućava paralizovanim ljudima da hodaju i stoje. 2011. godine eLEGS je preimenovan u Ekso. Ima 20 kilograma, kreće se maksimalna brzina na 3,2 km/h i radi 6 sati.

Još jedan senzacionalni egzoskelet japanskog proizvođača robota Cyberdyne. Njegova svrha je da omogući mogućnost hodanja osobama sa invaliditetom. Postoje dvije glavne opcije: HAL-3 i HAL-5. Od svog predstavljanja 2011. godine, za manje od godinu dana, HAL je usvojio više od 130 zdravstvenih ustanova širom zemlje. Međutim, testovi će se nastaviti tokom 2014., a možda i 2015. godine. U avgustu 2013. HAL je dobio carte blanche za upotrebu kao medicinski robot u Evropi. Najnoviji model odijelo je teško oko 10 kilograma.

Prosječna cijena medicinskog egzoskeleta je
90 hiljada dolara.

Pored ozbiljnih egzoskeleta za cijelo tijelo, ograničeni egzoskeleti dizajnirani za obavljanje specifičnih zadataka postaju sve popularniji. Na primjer, u avgustu ove godine prikazana je bivša stolica bez stolice koja vam omogućava da sjedite uspravno. Daewoo i Lockheed Martin samostalno su pokazali egzoskelete za radnike u brodogradilištu. Ovi uređaji omogućavaju radnicima da drže teret ili alat do 30 kilograma bez prevelikog naprezanja.

U Rusiji, tim naučnika okupljen u Istraživačkom institutu za mehaniku Moskovskog državnog univerziteta razvija egzoskelet pod nazivom "ExoAtlet". Oni nastavljaju razvoj Vukobratovića, započet u SSSR-u, koji smo već spomenuli. Prvi radnik pasivni egzoskelet ovaj tim je razvijen za radnike EMERCOM-a, vatrogasce i spasioce. Sa težinom od 12 kilograma, dizajn vam omogućava da bez napora nosite do 100 kilograma tereta. Kompanija planira da razvije model snage ExoAtler-A, koji će omogućiti nošenje do 200 kilograma, kao i medicinski egzoskelet za rehabilitaciju osoba sa invaliditetom.

Zajedničko svim ovim kostimima je da su uglavnom predstavljeni kao prototipovi. To znači da će se poboljšati. Dakle, čekaju ih terenski testovi. To znači da će biti novih modela. To znači da budućnost pripada njima. Prerano je reći da se funkcionalan i koristan egzoskelet može kupiti na crnom tržištu. Ali početak je napravljen, a razvoj ovog pravca pouzdano ulazi u široki kanal. Još smo daleko od kostima Tonyja Starka, ali šta nas sprečava da uživamo u spektakularnim filmovima? Ljubitelji spektakularnih obračuna sa egzoskeletima uvek će imati šta da vide: "Vanzemaljci" (1986), "Iron Man" (2008), "Avatar" (2009), "Okrug br. 9" (2009), "Osvetnici" ( 2012), "Elizijum" (2013), Ivica budućnosti (2014).

Jedno je sigurno: egzoskeleti će biti posvuda u budućnosti. Oni će pomoći našim astronautima da istraže Mars, izgrade prve kolonije i udobno se kreću u svemiru. Oni će biti usvojeni u vojnom segmentu, jer standardno daju vojnike nadljudskom snagom. Oni će dati priliku da se u potpunosti kreću za one koji su je izgubili. Iron Man odijelo će jednog dana postati stvarno, kao i sve što vidite okolo.

"ExoAtlet"

Sjećam se da sam gledao "Avatar" bio sam potpuno zapanjen egzoskeletima prikazanim tamo. Od tada mislim da budućnost pripada ovim pametnim komadima gvožđa. Također stvarno želim da svoje izoštrene ruke prikačim ovoj temi s pogrešne strane. Štaviše, prema analitičkoj agenciji ABI Research, obim svjetskog tržišta egzoskeleta do 2025. iznosit će 1,8 milijardi dolara. U ovoj fazi, nisam tehničar, inženjer, arhitekta i programer, u nekoj sam zabuni. Razmišljam kako pristupiti ovoj temi. Bilo bi mi drago da se u komentarima na članak navedu ljudi koji bi bili potencijalno zainteresirani za sudjelovanje u ovakvim projektima.

Na tržištu egzoskeleta trenutno posluju četiri ključne kompanije: američki Indego, izraelski ReWalk, japanski Hybrid Assistive Limb i Ekso Bionics. Prosječna cijena njihovih proizvoda je od 75 do 120 hiljada eura. U Rusiji ljudi takođe ne sjede bez posla. Na primjer, kompanija Exoathlet aktivno radi na medicinskim egzoskeletima.

Prvi egzoskelet zajednički su razvili General Electric i vojska Sjedinjenih Država 60-ih godina i nazvan je Hardiman. Mogao je podići 110 kg uz primijenjenu silu pri podizanju 4,5 kg. Međutim, bio je nepraktičan zbog svoje značajne težine od 680 kg. Projekat nije bio uspješan. Svaki pokušaj korištenja punog egzoskeleta završavao se intenzivnim nekontroliranim pokretom, zbog čega nikada nije u potpunosti testiran s osobom unutra. Dalja istraživanja fokusirana su na jednu ruku. Iako je morala podići 340 kg, njena težina je bila 750 kg, što je dvostruko više od kapaciteta dizanja. Bez spajanja svih komponenti za rad, praktična upotreba Hardiman projekta bila je ograničena.

REX

Karakteristike i specifikacije:
1. Samostalno hodanje. Ne zahtijevaju štake ili druga sredstva za stabilizaciju dok su vam ruke slobodne.
4. Egzoskelet za noge vam omogućava da: ustanete i sjednete, okrenete se, hodate unazad, stojite na jednoj nozi, hodate uz stepenice, hodate po raznim, čak i nagnutim površinama.
5. Uređaj je vrlo jednostavan za rukovanje - sve funkcije se aktiviraju džojstikom.
6. Uređaj se može koristiti cijeli dan zahvaljujući uklonjivoj bateriji velikog kapaciteta.
7. Uz malu težinu od samo 38 kilograma, REX može izdržati korisnika koji teži do 100 kilograma i raste od 1,42 do 1,93 metra.
8. Pogodan sistem fiksiranja ne izaziva nikakvu nelagodu čak i ako ga nosite cijeli dan.
9. Isto tako, kada se korisnik ne kreće, već samo stoji REX ne troši energiju baterije.
10. Pristup zgradama bez rampi, zahvaljujući mogućnosti hodanja po stepenicama bez pomoći.

DIY egzoskelet

Kako možete samostalno implementirati egzoskelet?

Da bi bio divlji jak, koliko ja razumijem, potrebno je stati na hidraulici.
Da bi hidraulički sistem radio potrebno vam je:

- jak i fleksibilan okvir
-minimalno potreban set hidraulični klipovi (nazvaću ih "mišići")
-dva vakuum pumpa, dvije tlačne komore sa sistemom ventila povezane cijevi.
-cijevi sposobne izdržati visok pritisak.
-napajanje egzoskelet
Za rad sa sistemom ventila:
-Mali mrtvi kompjuter
-oko 30 senzora sa sedam (npr.) stepeni proporcionalno otvorenosti ventila
- poseban program koji može očitati stanja senzora i poslati odgovarajuće komande ventilima.

Zašto je sve ovo potrebno:

- "mišići" i sam okvir je čitav mišićno-koštani sistem.
-vakum pumpe. zašto dva? tako da jedan povećava pritisak u tlačnim komorama cijevi i mišića, a drugi smanjuje.
- tlačne komore povezane cijevi. povećati pritisak u jednom, smanjiti pritisak u drugom i opremiti cijev ventilom koji se otvara samo u dva slučaja: izjednačavanje tlaka, osiguranje idle move tečnosti.
-ventili. jednostavno je i efikasan sistem kontrola, koja će zavisiti od pritiska u tlačnoj komori i kompjuterske kontrole. povećanjem pritiska u tlačnoj komori, otvaranje ventila kanala "napregnutih mišića" omogućit će izvođenje određenih radnji povećanjem pritiska na hidrauličke klipove, pokretne dijelove skeleta (okvira).

Senzori, zašto tridesetak?Dva za stopala, tri za noge, šest za ruke i 4 za leđa. kako ih urediti? protiv pokreta udova. tako da noga ispružena naprijed pritišće iznutra egzoskelet i senzor na njegovoj unutrašnjoj strani. dalje ću objasniti zašto je to tako.
-kompjuter sa programom. glavni zadatak kompjutera i programa je osigurati da senzori ne iskuse pritisak, tada osoba unutra neće osjetiti dodatni otpor egzoskeleta, koji će nastojati da ponovi pokrete osobe bez obzira na aktivnost živce, mišiće ili bilo koji drugi biometrijski indikator, čime se omogućava korištenje mnogo jeftinijih senzora nego, na primjer, u visokotehnološkim egzoskeletima. senzorske signale za kompjuter treba podijeliti u dvije grupe: sa bezuslovnom kontrolom hidraulični sistem i prihvata se samo pod uslovom da suprotni senzor sa bezuslovnom kontrolom ne iskusi pritisak. Ova implementacija će zadržati nogu oslonjenu koljenom u zemlju od automatskog proširenja ako je osoba sama ne savije. Ali za to, osoba unutar egzoskeleta morat će podići nogu od tla (ili morate programski smanjiti osjetljivost senzora koji se aktiviraju s tim stanjem). Na primjeru noge: senzore s bezuvjetnim signalom postavite na prednju stranu, sa bezuvjetnim signalom na stražnju. zamislite kako će se pokret izvesti. kada osoba savije nogu, noga egzoskeleta će se saviti čak i ako je cijela težina osobe na senzorima ekstenzije noge. Ovdje pomoću akcelerometra (ili drugog aparata sličnog vestibularnom) možete programski podesiti promjenu bezuslovnosti senzorskih signala u zavisnosti od položaja tijela u prostoru, eliminirajući uvijanje egzoskeleta pri padu na leđa .

Nadalje, da biste povećali snagu, učinite svoje ruke s tri prsta, jake, možete kombinirati hidrauliku i metalni kabel. ruka treba biti odvojena od ljudske, odnosno ispred zgloba ručnog zgloba, to će isključiti konstruktivne poteškoće povezane s pronalaženjem ljudske ruke u ruci egzoskeleta i neće dozvoliti ozljede ljudske ruke, kao ni ljudske stopalo treba da bude na skočnom zglobu egzoskeleta i zaštićeno.
- ručna kontrola. malo slobodnog prostora za dvije trećine slobode kretanja ljudske ruke i prstiju u ruci egzoskeleta i sistem od tri prstena na kablovima, tri prsta od malog do srednjeg prsta u jednom, kažiprst u drugi i palac u trećem. sva kontrola se svodi na to da prsti osobe, pomičući prsten koji se na njih stavlja, rotiraju senzorski točak kablom, u zavisnosti od čije rotacije se prsti egzoskeleta savijaju i odvijaju. ovo će eliminirati nepotreban hidraulički napor za proširenje ili savijanje prstiju egzoskeleta izvan njegovih dizajnerskih mogućnosti. koristite jedan kabl za dva prstena, jedan ili dva. Zašto? činjenicom da prste od malog prsta do kažiprsta treba savijati i savijati samo u jednom smjeru a thumb u dva. Možete provjeriti i vlastitim rukama ako želite.

Napajanje egzoskelet- evo sa etm opet izlazi strašna mudjatina. Na kraju krajeva, samo trebate odabrati izvor napajanja potrebne kalkulacije, maksimiziranje dizajna egzoskeleta i mjerenje njegove potrošnje energije.