ЕкзоскелетЗа първи път той може да стане по-достъпен за масовия потребител, носейки реални практически ползи. Последни новинииндустриален портал, публикуван по тази тема Композитите днес!

Новият екзоскелет ще направи ходенето по-удобно и по-лесно. Устройството е ботуш, изработен от композитни материали и не изисква източници на захранване, за да работи!

Нов екзоскелет! С какво е полезно?

Група американски разработчици, състояща се от Стивън Колинс, Брус УиджинИ Григорий Савицкипредстави на света нов екзоскелет под формата на уникални ботуши. Новият продукт е интересенфактът, че неговият дизайн е създаден с помощта на иновативни материали и не включва използването на батерии или външни източници на захранване. Тези характеристики не само направиха възможно значително намаляване на теглото на устройството (всеки багажникът тежи по-малко от един и половина килограм), но и да го направи напълно автономен!

Проучванията показват, че „пешеходният“ екзоскелет може да намали консумацията на енергия на човек при ходене до 7%! Този резултат е наистина може да се нарече пробив! Въпреки че първите опити за улесняване на движението на хората започват още през 80-те години на миналия век, днес само специализирани автономни устройства са постигнали най-голям успех по този въпрос. гумени ленти, които са далеч от изпълнението на споменатите ботуши. Що се отнася до екзоскелетите като цяло, в света вече има много единици от този тип, но всички те, като правило, използват изкуствени източници на енергия. Това от своя страна ограничава свободата и автономността на движение.

Екзоскелет - Ботуши: Как работи (видео)

Как работи екзоскелетътпод формата на ботуши е съвсем проста. Устройството, изработено от въглеродни влакна, има пружина, която е прикрепена към крака чрез механично устройство (тресчотка) на гърба точно под коляното. Екзоскелетът има рамка, изработена от лек материал от въглеродни влакна, както и пружина, която свързва задната част на крака с горна частпищял (точно под задната част на коляното), където е свързан с механичния съединител. Когато ахилесовото сухожилие е разтегнато, ръкавът се захваща в горна позиция и пружината се разтяга като сухожилие, съхранявайки енергия. След като ходещият крак се спусне, съединителят се премества в долна позиция, пружината се отпуска, освобождавайки еластична енергия, която избутва съединителя отново нагоре, започвайки следващия цикъл. IN общ изгледРаботният цикъл на екзоскелета се състои от следните етапи:

1. Тресчотката се захваща;
2. Пружината отслабва, освободената еластична енергия избутва тресчотката нагоре;
3. Тресчотката е фиксирана в най-високата точка;
4. Когато тежестта се движи, пружината се разтяга;
5. Пружината достига максимално напрежение;
6. Тресчотката се освобождава, кракът се премества една стъпка напред и цикълът се повтаря.

Трябва да се отбележи, че учените са работили по този проект дълги години. Бяха изпробвани много варианти за дизайн и материали. В крайна сметка изборът падна върху композитен материал, използващ въглеродни влакна.

Представеният екземпляр може да се счита за пробив в индустрията и готов (в една или друга степен) за практическа употреба, но изследователите не спират дотук! Възможности за подобряване на дизайна чрез използване на електроника, която ще позволи проследяване индивидуални характеристикиходене и характеристики на терена (например изкачване на планина).

Освен това създателите на иновативния екзоскелет се надяват да се обединят с производителите спортна екипировказа получаване на финансова и технологична подкрепа, която ще позволи комерсиализиране на изобретението. Предполага се, че екзоскелетните обувки ще струват не повече от ски обувките. Като се имат предвид тези предпоставки, можем да предположим, че новото строителство определено ще намери своя купувач и ще бъде търсено.

История на екзоскелета

Първото устройство в историята, което може да се класифицира като екзоскелет, може да се нарече изобретение на руски майстор Никълъс Йънг. През 1890 г. той въвежда дизайн, състоящ се от торби със сгъстен газ за улесняване на движението. По очевидни причини първият екзоскелет е бил изключително примитивен.

Следващата стъпка в развитието на екзоскелетите е направена от американски изобретател Лесли Келипрез 1917г. Дизайнът, наречен педомотор, използвана парна енергия.

Първият екзоскелет в съвременния смисъл на думата е разработен през 1960 г. от компанията ОбщЕлектрическиза нуждите на въоръжените сили на САЩ. Устройство, наречено Хардиманнаправи възможно вдигането на тежести до 110 килограма, използвайки усилие, сравнимо с това на човек, вдигнал тежест от 4,5 kg. Дизайнът на екзоскелета включваше хидравлични механизми и електричество като източник за работа. Въпреки това, Хардиман също имаше редица съществени недостатъци: голямо собствено тегло (около 680 кг); ниска скоростработа; ниско ниво на контрол върху манипулацията. Трябва да се отбележи, че това устройство никога не е тествано с човек вътре, поради високия риск за живота и здравето на тестера.

През 1969 г. в Югославия е разработен първият пневматично задвижван ходещ екзоскелет.

Екзоскелет от DARPA(Снимка: en.Wikipedia.org)

Постигна много повече успехи Монти Рийддокато работи по проект DARPA. Рийд беше ранен при неуспешен скок с парашут. Докато се възстановяваше в болницата, той прочете книга Робърт Хайнлайн « Starship Troopers " В него екзоскелетът престава да бъде основното оборудване на войника. Книгата вдъхновява Рийд и през 1986 г. е представена на света LifeSUIT, създаден като част от проекта Питман. Развитието в тази посока продължи. Една от последните модификации беше екзоскелетът LifeSUIT 14, способен да измине разстояние от 1 миля с пълно зареждане и да повдигне теглото на оператора до 92 кг.

През януари 2007 г. стана известно, че Министерството на отбраната на САЩ (Пентагона) е направило поръчка и е предоставило средства на Тексаския университет за създаване на нов клас екзоскелети за военни цели. Като част от проекта, наред с други неща, беше планирано да се изследват изкуствени електроактивни полимери, предназначени да увеличат коефициента на якост, да намалят теглото на конструкцията и да повишат ефективността на движение. В резултат на това разработчиците постигнаха значителен успех! Те се основават на найлонова нишка и въдица. „Полимерните мускули“ от САЩ надвишават възможностите на човешките мускули 100 пъти! Освен това цената им е само 5 долара за килограм, докато мускулите за екзоскелета от титанови и никелови сплави струват поне 3000 долара за 1 кг.

От края на 2013 г. в Русия се провеждат активни изследвания по въпроса за екзоскелетите. Проектът, наречен ExoAtlet, има за цел да създаде механизъм, предназначен за медицински цели.

Защо ви е нужен екзоскелет?

Механизъм, който може да улесни движението на човек и да увеличи физическата му сила, обещава големи перспективи!

Днес експертите идентифицират 3 основни области, където екзоскелетът ще бъде много търсен.

1. На първо място, това е - военна индустрия! Всъщност именно тук екзоскелетите са получили своя първи тласък за развитие и прогрес. Дизайнът ще помогне на войника да носи повече тежест (включително оръжия) и ще го защити със слой броня.
2. Екзоскелетите също могат да донесат големи ползи в медицинския сегмент. Те ще улеснят живота и ще помогнат за придвижването на хора с увредена опорно-двигателна система.
3. Третата област, в която екзоскелетите ще бъдат търсени, е използването на подобни структури за работа. Например при строителни или товаро-разтоварни операции.

Така може да се твърди, че екзоскелет - единицата на бъдещето! Ако имате няколко милиона долара, вероятно трябва да помислите за инвестиране в този сектор на националната икономика.

Забелязахте грешка? Изберете го и натиснете Ctrl+Enter

Спомням си, че гледах „Аватар“ и бях напълно зашеметен от показаните там екзоскелети. Оттогава мисля, че бъдещето е на тези умни хардуерни части. Също така наистина искам да приложа заблудените си ръчички към тази тема. Освен това, ако вярвате на аналитичната агенция ABI Research, световният пазар на екзоскелети ще бъде 1,8 милиарда долара до 2025 г. На този етап, тъй като не съм техник, инженер, архитект или програмист, съм малко объркан. Мисля как да подходя към тази тема. Ще се радвам, ако в коментарите към статията бъдат отбелязани хора, които потенциално биха се заинтересували от участие в такива проекти.
В момента има четири ключови компании, работещи на пазара на екзоскелети: американската Indego, израелската ReWalk, японската Hybrid Assistive Limb и Ekso Bionics. Средната цена на техните продукти е от 75 до 120 хиляди евро. В Русия хората също не седят, без да правят нищо. Например, компанията Exoathlete активно работи върху медицински екзоскелети.

Първият екзоскелет е разработен съвместно от General Electric и военните на Съединените щати през 60-те години и се нарича Hardiman. Той можеше да вдигне 110 кг с повдигаща сила от 4,5 кг. Той обаче беше непрактичен поради значителната си маса от 680 кг. Проектът не беше успешен. Всеки опит да се използва пълен екзоскелет доведе до интензивно неконтролирано движение, в резултат на което той никога не беше напълно тестван с човек вътре. По-нататъшни проучвания се фокусираха върху едната ръка. Въпреки че трябваше да вдигне 340 кг, теглото й беше 750 кг, което беше два пъти повече от повдигащата сила. Без всички компоненти да работят заедно практическа употребаПроектът на Хардиман беше ограничен.

След това ще има кратка история за съвременните екзоскелети, които по един или друг начин са достигнали нивото на комерсиална реализация.

1. Самостоятелно ходене. Не изисква патерици или други средства за стабилизиране, като същевременно оставя ръцете ви свободни.
4. Екзоскелетът за краката позволява: да се изправите\седнете, да се обърнете, да ходите назад, да стоите на един крак, да се изкачвате по стълбите, да ходите по различни, дори наклонени повърхности.
5. Устройството се управлява много лесно - всички функции се активират с помощта на джойстика.
6. Устройството може да се използва през целия ден благодарение на сменяемата батерия с голям капацитет.
7. С лекото тегло на REX от само 38 килограма, той може да поддържа потребители с тегло до 100 килограма и с височина от 1,42 до 1,93 метра.
8. Удобната система за фиксиране не причинява дискомфорт, дори ако го носите цял ден.
9. Освен това, когато потребителят не се движи, а просто стои, REX не хаби батерията.
10. Достъп до сградите без рампи, благодарение на възможността за изкачване на стълби без помощ.

ХАЛ

HAL ( Хибриден помощен крайник) – представлява роботизиран екзоскелет с горни крайници. На този моментбяха разработени два прототипа - HAL 3 (реставрация двигателна функциякрака) и HAL 5 (възстановяване на ръцете, краката и торса). С HAL 5 операторът е в състояние да повдига и носи предмети до пет пъти над максималното натоварване при нормални условия.

Цена в Русия: те обещаха за 243 600 рубли. Информацията не може да бъде потвърдена.

Характеристики и технически спецификации:

1. Тегло на устройството 12 кг.
3. Устройството може да работи от 60 до 90 минути без презареждане.
4. Екзоскелетът се използва активно в рехабилитацията на пациенти с патология на двигателните функции долните крайниципоради нарушения на центр нервна системаили като следствие от нервно-мускулни заболявания.

Преходете отново

Rewalk е екзоскелет, който позволява на параплегиците да ходят. Подобно на екзоскелет или биоелектронен костюм, устройството ReWalk използва специални сензори за откриване на отклонения в баланса на човек и след това ги трансформира в импулси, които нормализират движенията му, позволявайки на човека да ходи или стои. ReWalk вече се предлага в Европа и в момента е одобрен от FDA в Съединените щати.

Цена в Русия:от 3,4 милиона рубли (по поръчка).

Характеристики и технически спецификации:

1. Тегло на устройството 25 кг.
2. Екзоскелетът може да поддържа до 80 кг.
3. Устройството може да работи до 180 минути без презареждане.
4. Време за зареждане на батерията 5-8 часа
5. Екзоскелетът се използва активно в рехабилитацията на пациенти с патология на двигателните функции на долните крайници поради нарушения на централната нервна система или в резултат на нервно-мускулни заболявания.

Екзо бионик

Ekso GT е друг проект за екзоскелет, който помага на хора с тежки мускулно-скелетни заболявания да възвърнат способността си да се движат.

Цена в Русия:от 7,5 милиона рубли (по поръчка).

Характеристики и технически спецификации:

1. Тегло на устройството 21,4 кг.
2. Екзоскелетът може да поддържа до 100 кг.
3. Максимална ширина на ханша: 42см;
4. Тегло на батерията: 1,4 кг;
5. Размери (ВxШxД): 0.5 x 1.6 x 0.4 m.
6. Екзоскелетът се използва активно в рехабилитацията на пациенти с патология на двигателните функции на долните крайници поради нарушения на централната нервна система или в резултат на нервно-мускулни заболявания.

DM

DM ( Машина мечта) – хидравличен автоматизиран екзоскелет със система за гласово управление.

Цена в Русия: 700 000 рубли.

Характеристики и технически спецификации:

1. Тегло на устройството 21 кг.
2. Екзоскелетът трябва да поддържа тегло на потребителя до 100 кг.
3. Обхватът на приложение може да бъде много по-широк от рехабилитацията на пациенти с патология на двигателните функции на долните крайници поради нарушения на централната нервна система или в резултат на нервно-мускулни заболявания. Това може да бъде индустрия, строителство, шоубизнес и модна индустрия.

Въпроси за обсъждане:

1. Какъв е оптималният състав на проектния екип?
2. Каква е цената на проекта в начален етап?
3. Какви са клопките?
4. Как виждате оптимално времереализация на проект от идея до комерсиален старт?
5. Заслужава ли си да стартирате подобен проект сега и защо?
6. Каква трябва да бъде географията и разширяването на пазара?
7. Вие лично готови ли сте да участвате в такъв проект и ако да, в какво качество?

ZYЩе съм благодарен за градивна дискусия, мнения, аргументи и аргументи за и против в коментарите. Сигурен съм, че не съм единственият, който мисли за това. Междувременно съм сигурен, че екзоскелетът е новият iPhone в света популярна културана хоризонта на следващите десет години.

Спомням си, че гледах „Аватар“ и бях напълно зашеметен от показаните там екзоскелети. Оттогава мисля, че бъдещето е на тези умни хардуерни части. Също така наистина искам да приложа заблудените си ръчички към тази тема. Освен това, ако вярвате на аналитичната агенция ABI Research, световният пазар на екзоскелети ще бъде 1,8 милиарда долара до 2025 г. На този етап, тъй като не съм техник, инженер, архитект или програмист, съм малко объркан. Мисля как да подходя към тази тема. Ще се радвам, ако в коментарите към статията бъдат отбелязани хора, които потенциално биха се заинтересували от участие в такива проекти.

В момента има четири ключови компании, работещи на пазара на екзоскелети: американската Indego, израелската ReWalk, японската Hybrid Assistive Limb и Ekso Bionics. Средната цена на техните продукти е от 75 до 120 хиляди евро. В Русия хората също не седят, без да правят нищо. Например, компанията Exoathlete активно работи върху медицински екзоскелети.

Първият екзоскелет е разработен съвместно от General Electric и военните на Съединените щати през 60-те години и се нарича Hardiman. Той можеше да вдигне 110 кг с повдигаща сила от 4,5 кг. Той обаче беше непрактичен поради значителната си маса от 680 кг. Проектът не беше успешен. Всеки опит да се използва пълен екзоскелет доведе до интензивно неконтролирано движение, в резултат на което той никога не беше напълно тестван с човек вътре. По-нататъшни проучвания се фокусираха върху едната ръка. Въпреки че е трябвало да вдига 340 кг, теглото му е 750 кг, което е два пъти по-голямо от товароносимостта му. Без всички компоненти да работят заедно, практическото приложение на проекта Хардиман беше ограничено.

REX

Характеристики и технически спецификации:
1. Самостоятелно ходене. Не изисква патерици или други средства за стабилизиране, като същевременно оставя ръцете ви свободни.
4. Екзоскелетът за краката ви позволява: да се изправяте, да сядате, да се обръщате, да ходите назад, да стоите на един крак, да се изкачвате по стълбите, да ходите по различни, дори наклонени повърхности.
5. Устройството се управлява много лесно - всички функции се активират с помощта на джойстика.
6. Устройството може да се използва през целия ден благодарение на сменяемата батерия с голям капацитет.
7. С лекото тегло на REX от само 38 килограма, той може да поддържа потребители с тегло до 100 килограма и с височина от 1,42 до 1,93 метра.
8. Удобната система за фиксиране не причинява дискомфорт, дори ако го носите цял ден.
9. Освен това, когато потребителят не се движи, а просто стои, REX не хаби батерията.
10. Достъп до сградите без рампи, благодарение на възможността за изкачване на стълби без помощ.

Ако сте от тези, които са гледали всички части с голямо удоволствие " Железният човек“, вероятно сте били възхитени от железния костюм, който Тони Старк облече преди битката със злодеите. Съгласете се, би било хубаво да имате такъв костюм. Освен способността да ви отведе навсякъде с мигване на окото, дори и за хляб, той би защитил тялото ви от всякакви повреди и би дал свръхчовешка сила.

Вероятно няма да ви изненада, че много скоро по-лека версия на костюма на Iron Man ще позволи на войниците да тичат по-бързо, да носят по-тежки оръжия и да се движат по неравен терен. В същото време костюмът ще ги предпази от куршуми и бомби. Военни инженери и частни компании работят върху екзоскелети от 60-те години на миналия век, но едва последните постижения в електрониката и науката за материалите ни доближиха до реализацията на тази идея повече от всякога.

През 2010 г. американският отбранителен изпълнител Raytheon демонстрира експериментален екзоскелет, наречен XOS 2 - по същество роботизиран костюм, управляван от човешкия мозък - който може да вдигне два до три пъти теглото на човек без никакви усилия или помощ. Друга компания, Trek Aerospace, разработва екзоскелет с вграден джетпак, който може да лети със скорост от 112 км/ч и да кръжи неподвижно над земята. Тези и редица други обещаващи компании, включително чудовища като Lockheed Martin, всяка година доближават костюма на Железния човек до реалността.

Прочетете интервюто със създателя на руския екзоскелет Стаханов.

ЕкзоскелетXOS 2 отRaytheon

Имайте предвид, че не само военните ще се възползват от разработването на добър екзоскелет. Един ден хората с увреждания на гръбначния мозък или дегенеративни заболявания, които ограничават подвижността, ще могат да се движат с лекота благодарение на костюмите с външна рамка. Първите версии на екзоскелети, като ReWalk от Argo Medical Technologies, вече навлязоха на пазара и получиха широко одобрение. В момента обаче областта на екзоскелетите е все още в начален стадий.

Каква революция обещават бъдещите екзоскелети да донесат на бойното поле? Какви технически препятствия трябва да преодолеят инженерите и дизайнерите, за да направят екзоскелетите наистина практични за ежедневна употреба? Нека да го разберем.

История на развитието на екзоскелетите

Воините са слагали броня върху телата си от незапомнени времена, но първата идея за тяло с механични мускули се появява в научната фантастика през 1868 г., в един от романите на Едуард Силвестър Елис. Книгата "Парен човек от прериите" описва гигант парен двигателчовешка форма, която движеше своя изобретател, брилянтния Джони Брейнерд, със скорост от 96,5 км/ч, когато ловуваше бикове и индианци.

Но това е фантастично. Първият истински патент за екзоскелет е получен от руския машинен инженер Николай Ягн през 1890 г. в Америка. Дизайнерът, известен със своите разработки, е живял в чужбина повече от 20 години и е патентовал дузина идеи, описващи екзоскелет, който позволява на войниците да тичат, ходят и скачат с лекота. Въпреки това, всъщност Yagn е известен само със създаването на „приятеля на Стокър“ - автоматично устройство, което доставя вода на парни котли.

Екзоскелет, патентован от N. Yagn

До 1961 г., две години след като Marvel Comics излезе с Железния човек и Робърт Хайнлайн написа Starship Troopers, Пентагонът реши да направи свои собствени екзо костюми. Той се зае да създаде "серво войник", който беше описан като "човешка капсула, оборудвана с кормилно управление и усилватели", която позволяваше бързо и лесно преместване на тежки предмети, както и защита на потребителя от куршуми, отровен газ, топлина и радиация. До средата на 60-те години на миналия век инженерът от университета Корнел Нийл Мейзен е разработил 15,8-килограмов носим екзоскелет в рамка, наречен „костюм на супермен“ или „човешки усилвател“. Позволява на потребителя да вдигне 453 килограма с всяка ръка. В същото време General Electric разработи подобно 5,5-метрово устройство, т. нар. „педипулатор“, което се управлява от оператор отвътре.

Въпреки тези много интересни стъпки, те не се увенчаха с успех. Костюмите се оказаха непрактични, но изследванията продължиха. През 80-те години на миналия век учени от лабораторията в Лос Аламос създадоха дизайн за така наречения костюм на Pitman, екзоскелет за използване от американските войски. Концепцията обаче остана само на чертожната дъска. Оттогава светът е видял още няколко разработки, но липсата на материали и енергийните ограничения не ни позволиха да видим истинския костюм на Железния човек.

Години наред производителите на екзоскелети са били спъвани от ограниченията на технологиите. Компютрите бяха твърде бавни, за да обработват командите, които захранваха костюмите. Нямаше достатъчно захранване, за да направи екзоскелета достатъчно преносим, ​​а електромеханичните задвижващи мускули, които движеха крайниците, бяха просто твърде слаби и обемисти, за да функционират по „човешки“ начин. Все пак едно начало беше поставено. Идеята за екзоскелет се оказа твърде обещаваща за военните и медицинските области, за да се разделят с нея.

Човек-машина

В началото на 2000-те стремежът да се създаде истински костюм на Железния човек започна да стига някъде.

Агенцията за напреднали изследователски проекти на отбраната DARPA, инкубаторът на Пентагона за екзотични и модерни технологии, стартира програма на стойност 75 милиона долара за създаване на екзоскелет, който да допълва човешкото тяло и неговите характеристики. Списъкът с изисквания на DARPA беше доста амбициозен: агенцията искаше превозно средство, което да позволи на войник да носи неуморно стотици килограми товар в продължение на дни, да поддържа големи оръдия, които обикновено изискват двама оператори, и да може да носи ранен войник от бойно поле, ако е необходимо. В този случай колата трябва да е неуязвима за огън и също така да скача високо. Мнозина веднага сметнаха плана на DARPA за неосъществим.

Но не всички.

Sarcos - воден от създателя на робота Стив Джейкъбсен, който преди това е създал 80-тонен механичен динозавър - излезе с иновативна система, която използва сензори и използва тези сигнали за управление на набор от клапани, които от своя страна регулират хидравликата под високо налягане в ставите . Механичните стави задвижват цилиндри, свързани с кабели, които имитират сухожилията, свързващи човешките мускули. В резултат на това се роди експерименталният екзоскелет XOS, който направи човек да изглежда гигантско насекомо. Sarcos в крайна сметка беше придобит от Raytheon, който продължи развитието си, за да представи второто поколение на костюма пет години по-късно.

Екзоскелетът на XOS 2 развълнува обществеността толкова много, че списание Time го включи в списъка си Топ 5 за 2010 г.

Междувременно други компании, като Berkeley Bionics, работят за намаляване на количеството енергия, необходимо за изкуствените протези, така че екзоскелетът да може да функционира достатъчно дълго, за да бъде практичен. Един проект от 2000 г., Human Load Carrier (HULC), може да работи до 20 часа с едно зареждане. Напредъкът напредваше малко по малко.

Екзоскелет HAL

До края на десетилетието японската компания Cyberdyne разработи роботизиран костюм, наречен HAL, още по-невероятен по своя дизайн. Вместо да разчита на мускулните контракции на човешки оператор, HAL работи със сензори, които четат електрически сигнали от мозъка на оператора. На теория екзоскелетът, базиран на HAL-5, може да позволи на потребителя да прави всичко, което пожелае, само като мисли за това, без да движи нито един мускул. Но засега тези екзоскелети са проект на бъдещето. И те имат своите проблеми. Например, само няколко екзоскелета са одобрени за обществена употреба до момента. Останалите все още се тестват.

Проблеми с развитието

До 2010 г. проектът на DARPA за създаване на екзоскелети доведе до определени резултати. Понастоящем усъвършенствани екзоскелетни системи с тегло до 20 килограма могат да повдигнат до 100 килограма полезен товар без практически никакви усилия на оператора. В същото време най-новите екзоскелети са по-тихи от офис принтер, могат да се движат със скорост от 16 км/ч, да изпълняват клекове и да скачат.

Неотдавна един от изпълнителите на отбраната, Lockheed Martin, представи своя екзоскелет, предназначен за вдигане на тежки предмети. Така нареченият „пасивен екзоскелет“, предназначен за работници в корабостроителницата, просто прехвърля натоварването върху краката на екзоскелета на земята.

Разликата между съвременните екзоскелети и тези, разработени през 60-те години е, че те са оборудвани със сензори и GPS приемници. По този начин допълнително се повишават залозите за военна употреба. Войниците биха могли да получат множество ползи, използвайки такива екзоскелети, от прецизно геопозициониране до допълнителни суперсили. DARPA също така разработва автоматизирани тъкани, които могат да се използват в екзоскелети за наблюдение на сърдечни и респираторни състояния.

Ако американската индустрия продължи да се движи по този път, тя много скоро ще има превозни средства, които не само могат да се движат „по-бързо, по-високо, по-силно“, но и да носят няколкостотин допълнителни полезни товари. Въпреки това, ще минат поне още няколко години преди истинската " Железният човек„ще влезе на бойното поле.

Както често се случва, разработките на военните агенции (помислете, например, Интернет) могат да бъдат от голяма полза в мирно време, тъй като технологията в крайна сметка ще излезе и ще помогне на хората. Страдащи от пълна или частична парализа, хора с наранявания гръбначен мозъки мускулна атрофия ще могат да водят по-пълноценен живот. Berkeley Bionics, например, тества eLegs, захранван с батерии екзоскелет, който ще позволи на човек да ходи, да седи или просто да стои за дълги периоди от време.

Едно нещо е сигурно: процесът на бързо развитие на екзоскелетите започна в началото на този век (да го наречем втората вълна) и как ще завърши всичко ще стане известно много, много скоро. Технологиите никога не стоят неподвижни и ако инженерите се заемат с нещо, те го довеждат до логичния му край.

Екзоскелетът е външна рамка, която позволява на човек да извършва наистина фантастични действия: да вдига тежести, да лети, да бяга с голяма скорост, да прави гигантски скокове и др. И ако мислите, че само главните герои на „Железният човек“ или „Аватар“ имат такива устройства, тогава дълбоко грешите. Те са достъпни за човечеството от 60-те години. последния век; Освен това можете да научите как да сглобите екзоскелет със собствените си ръце! Въпреки това, всичко е на първо място.

Екзоскелет: въведение

Днес можете лесно да си купите екзоскелет - подобни продукти се произвеждат от Ekso Bionics и Hybrid Assistive Limb (Япония), Indego (САЩ), ReWalk (Израел). Но само ако имате допълнителни 75-120 хиляди евро. В Русия в момента се произвеждат само медицински екзоскелети. Те са проектирани и произведени от компанията Exoatlet.

Учените от General Electric и военните корпорации на Съединените щати направиха първия екзоскелет със собствените си ръце през шейсетте години на миналия век. Наричаше се Хардиман и можеше свободно да вдига във въздуха товар до 110 кг. Човекът, който е сложил този уред, изпитва натоварване в процеса, сякаш вдига 4,5 кг! Само самият Хардиман тежи всичките 680 кг. Ето защо той не беше много търсен.

Всички екзоскелети са разделени на три вида:

напълно роботизирана;

• за крака.

Модерните роботизирани костюми тежат от 5 до 30 или повече кг. Те могат да бъдат както активни, така и пасивни (работят само по команда на оператора). Според предназначението си екзоскелетите се делят на военни, медицински, индустриални и космически. Нека да разгледаме най-забележителните от тях.

Най-впечатляващите екзоскелети на нашето време

Разбира се, в близко бъдеще няма да е възможно да сглобите такива екзоскелети със собствените си ръце у дома, но си струва да ги опознаете:

• DM (Машина на мечтите). Това е напълно автоматичен хидравличен екзоскелет, който се управлява от гласа на своя оператор. Устройството тежи 21 кг и може да поддържа човек с тегло до стотина. Досега се използва за рехабилитация на пациенти, които не могат да ходят поради заболявания на централната нервна система или други нервно-мускулни заболявания. приблизителна цена- 7 милиона рубли.
• Exo GT. Мисията на този екзоскелет е същата като предишния - помага на хора с патологии на двигателните функции на краката. Характеристиките са подобни на предишния, цената е 7,5 милиона рубли.
• ReWalk. Призовани отново да дадем движение на хората с параплегия. Устройството тежи 25 кг и може да работи без презареждане 3 часа. Екзоскелетът се предлага в Европа и САЩ за сума, равна на 3,5 милиона рубли.
• REX. Днес това устройство може да се купи в Русия за 9 милиона рубли. Екзоскелетът дава на хората с парализа на краката не само самостоятелно ходене, но и способността да се изправят/сядат, да се обръщат, да вървят по луна, да слизат по стълби и т.н. REX се управлява с джойстик и може да работи без презареждане цял ден.
• HAL (хибриден помощен крайник). Има два варианта - за ръце и за ръце/крака/торс. Това изобретение позволява на оператора да вдигне тежест 5 пъти по-голяма от ограничението за човек. Използва се и за рехабилитация на парализирани хора. Този екзоскелет тежи само 12 кг, а зареждането му продължава 1,0-1,5 часа.

Как да направите свой собствен екзоскелет: Джеймс Хексмит Хобсън

Първо и чао единственият човекЧовекът, успял да конструира екзоскелет извън лабораторията, е канадският инженер Джеймс Хобсън. Изобретателят е сглобил устройство, което му позволява свободно да вдига във въздуха 78-килограмови шлакови блокове. Неговият екзоскелет работи с пневматични цилиндри, които се захранват с енергия от компресор, а устройството се управлява с помощта на дистанционно управление.

Канадецът не пази изобретението си в тайна. Можете да научите как да сглобите екзоскелет със собствените си ръце, следвайки неговия пример на уебсайта на инженера и на неговия канал в YouTube. Имайте предвид обаче, че тежестта, повдигната от такъв екзоскелет, лежи единствено върху гръбначния стълб на оператора.

Направи си сам екзоскелет: приблизителна диаграма

Няма подробни инструкции, които да ви позволят лесно да сглобите екзоскелета у дома. Ясно е обаче, че ще изисква:

• рамка, характеризираща се със здравина и мобилност;
• хидравлични бутала;
• камери под налягане;
• вакуумни помпи;
• захранване;
• издръжливи тръби, които могат да издържат на високо налягане;
• компютър за управление;
• сензори;
• софтуер, който ви позволява да изпращате и конвертирате информация от сензори за необходима работаклапани

Как грубо ще работи тази композиция:

1. Едната помпа трябва да увеличи налягането в системата, другата трябва да го намали.
2. Работата на клапаните зависи от налягането в барокамерите, чието увеличаване/намаляване ще управлява системата.
3. Разположение на сензорите (срещу движението на крайниците): шест - ръце, четири - гръб, три - крака, два крака (общо повече от 30).
4. Компютърният софтуер трябва да елиминира натиска върху сензорите.
5. Сензорните сигнали трябва да бъдат разделени на условни (информацията от тях е полезна, ако безусловният сензор не „говори“ за налягането, което изпитва) и безусловни. Условността/безусловността на тези елементи може да се определи например чрез акселерометър.
6. Ръцете на екзоскелета са с три пръста, отделени от китката на оператора, за да се предотврати нараняване и да се осигури допълнителна здравина.
7. Източникът на захранване се избира след сглобяване и пробно тестване на екзоскелета.

Засега само в областта на рехабилитацията те вече започват да навлизат в живота ни. Появяват се изобретатели, които могат да изградят такова устройство извън лабораторията. Напълно възможно е в близко бъдеще всеки ученик да може да сглоби екзоскелет Stalker със собствените си ръце. Вече е възможно да се предвиди, че такива системи са бъдещето.