Novi egzoskelet u obliku čizama: radi autonomno i olakšava kretanje! Što je egzoskelet - odijelo "željeznog čovjeka" budućnosti Egzoskelet napravljen od papira

Egzoskeleti koji pomažu paraliziranim hodati, olakšavaju naporan rad, štite vojnike na bojnom polju i daju nam supermoći.

1. Activelink Power Loader

Nazvan po poznatom egzoskeletu iz filma Aliens, Activelink Power Loader dizajniran je za olakšavanje teškog ručnog rada nositelja bez obzira na dob, spol ili veličinu, a cilj mu je "stvoriti društvo bez ograničenja" prema priopćenju za tisak Activelinka. podružnica renomirani japanski proizvođač elektronike Panasonic.

2. HAL

HAL (Hybrid Assistive Limb) mehanički egzoskelet iz Japana koji je razvio Cyberdine Inc. (da, baš kao oni tipovi koji su sve započeli u Terminatoru), stvoren je kao prototip 1997., a sada se koristi u japanskim bolnicama za pomoć teško bolesnim pacijentima u dnevne aktivnosti. Također je poznato da su HAL koristili japanski građevinski radnici, pa čak i spasioci tijekom sanacije nesreće u Fukushimi-1 2011. godine.

3. Ekso bionika

14. Projekt "Ponovo hodaj"

Svjetsko nogometno prvenstvo u Brazilu 2014. otvorio je Juliano Pinto, paraliziran od struka prema dolje, dobio je pravo da prvi udari loptu na Svjetskom prvenstvu. To je bilo moguće zahvaljujući egzoskeletu povezanom izravno s njegovim mozgom, koji je razvilo Sveučilište Duke. Ovaj događaj dio je projekta "Walk Again" koji je kreirao tim od 150 ljudi predvođen renomiranim neuroznanstvenikom i vodećom osobom na području sučelja mozak-stroj, dr. Miguel Nicolelis. Giuliano Pinto jednostavno je mislio da želi šutnuti loptu, egzoskelet je bilježio aktivnost mozga i aktivirao mehanizme potrebne za kretanje.

Ako ste jedan od onih koji je s velikim užitkom gledao sve dijelove Iron Mana, sigurno vas je oduševilo željezno odijelo koje je Tony Stark navukao prije borbe sa negativcima. Slažem se, bilo bi lijepo imati takvo odijelo. Osim što bi vas u tren oka mogao odvesti bilo gdje, makar trbuhom za kruhom, zaštitio bi vaše tijelo od svih vrsta oštećenja i dao vam nadljudsku snagu.

Vjerojatno vas neće iznenaditi da će vrlo brzo lakša verzija odijela Iron Mana omogućiti vojnicima brže trčanje, nošenje teškog oružja i kretanje po neravnom terenu. Ujedno će ih odijelo štititi od metaka i bombi. Vojni inženjeri i privatne tvrtke rade na egzoskeletima od 60-ih godina prošlog stoljeća, no tek su nas nedavni pomaci u elektronici i znanosti o materijalima približili ostvarenju ove ideje više nego ikad prije.

U 2010., američki obrambeni poduzetnik Raytheon demonstrirao je eksperimentalni egzoskelet XOS 2—u biti robotsko odijelo kojim upravlja ljudski mozak—koji može podići dva do tri puta veću težinu čovjeka bez ikakvog napora i pomoć izvana. Druga tvrtka, Trek Aerospace, razvija egzoskelet s ugrađenim jetpackom koji može letjeti brzinom od 112 km/h i nepomično lebdjeti iznad tla. Ove i brojne druge obećavajuće tvrtke, uključujući čudovišta poput Lockheed Martina, svake godine približavaju odijelo Iron Mana stvarnosti.

Pročitajte intervju s tvorcem ruskog egzoskeleta Stahanovim.

EgzoskeletXOS 2 odRaytheon

Imajte na umu da neće samo vojska imati koristi od razvoja dobrog egzoskeleta. Jednog dana, ljudi s ozljedama leđne moždine ili degenerativnim bolestima koje ograničavaju njihovu sposobnost kretanja moći će se kretati s lakoćom zahvaljujući vanjskim odijelima. Prve verzije egzoskeleta, kao što je ReWalk iz Argo Medical Technologies, već su ušle na tržište i dobile sveopće odobrenje. Međutim, na ovaj trenutak polje egzoskeleta još je u povojima.

Kakvu revoluciju egzoskeleti budućnosti obećavaju donijeti na bojno polje? Koje tehničke prepreke moraju prevladati inženjeri i dizajneri kako bi egzoskeleti bili doista praktični za svakodnevnu upotrebu? Hajdemo shvatiti.

Povijest razvoja egzoskeleta

Ratnici na svoja tijela stavljaju oklope od pamtivijeka, ali prva ideja o tijelu s mehaničkim mišićima pojavila se u znanstvenoj fantastici 1868. godine, u jednom od penny romana Edwarda Sylvestera Ellisa. Parni čovjek iz prerije opisao je gigantski parni stroj u obliku čovjeka koji je svog izumitelja, genijalnog Johnnyja Brainerda, tjerao brzinom od 96,5 km/h dok je lovio bikove i Indijance.

Ali ovo je fantazija. Prvi pravi patent za egzoskelet primio je ruski strojarski inženjer Nikolaj Yagn 1890-ih u Americi. Poznat po svojim razvojima, dizajner je živio u inozemstvu više od 20 godina, patentirao je desetak ideja koje opisuju egzoskelet koji vojnicima omogućuje trčanje, hodanje i skakanje s lakoćom. Međutim, u stvarnosti, Yagn je poznat samo po stvaranju "Stokerovog prijatelja" - automatskog uređaja koji opskrbljuje vodom parne kotlove.

Egzoskelet patentirao N. Yagno

Do 1961., dvije godine nakon što je Marvel Comics osmislio svog Iron Mana, a Robert Heinlein napisao Starship Troopers, Pentagon je odlučio napraviti njihova egzo odijela. Postavio je zadatak stvaranja "servo vojnika", koji je opisan kao "ljudska kapsula opremljena upravljanjem i servo upravljačem" koja mu je omogućila brzo i jednostavno premještanje teških predmeta, a također je zaštitila nosač od metaka, otrovnih plinova, topline i zračenja. Do sredine 1960-ih, inženjer sa Sveučilišta Cornell Neil Meizen razvio je 15,8 kilograma težak nosivi egzoskelet kostura, nazvan "Superman Suit" ili "Human Amplifier". Korisniku je omogućio podizanje 453 kilograma sa svakom rukom. General Electric je u isto vrijeme razvio sličan uređaj od 5,5 metara, takozvani "pedipulator", kojim je upravljao operater iznutra.

Unatoč ovim vrlo zanimljivim koracima, oni nisu bili okrunjeni uspjehom. Kostimi su se pokazali nepraktičnima, ali istraživanje se nastavilo. U 1980-ima, znanstvenici iz Laboratorija Los Alamos kreirali su dizajn za takozvano odijelo "Pitman", egzoskelet za korištenje američkih trupa. No, koncept je ostao samo na crtaćoj ploči. Od tada je svijet vidio još nekoliko razvoja, ali nedostatak materijala i energetskih ograničenja nisu nam dopustili da vidimo pravo odijelo Iron Mana.

Godinama su proizvođači egzoskeleta bili spriječeni ograničenjima tehnologije. Računala su bila prespora da obrade naredbe koje su pokrenule odijela. Napajanje nije bilo dovoljno da bi egzoskelet bio dovoljno prenosiv, a elektromehanički pokretački mišići koji su pokretali udove jednostavno su bili preslabi i glomazni da rade "ljudski". Ipak, početak je napravljen. Ideja o egzoskeletu pokazala se previše obećavajućom za vojna i medicinska polja da bi se jednostavno rastali od nje.

čovjek stroj

Početkom 2000-ih, želja za stvaranjem pravog Iron Man odijela počela je voditi negdje.

Agencija za napredna obrambena istraživanja DARPA, Pentagonov inkubator egzotične i napredne tehnologije, pokrenula je program vrijedan 75 milijuna dolara za izgradnju egzoskeleta za povećanje ljudskog tijela i njegovih performansi. DARPA-in popis zahtjeva bio je prilično ambiciozan: agencija je željela vozilo koje bi omogućilo vojniku da neumorno nosi stotine kilograma tereta cijeli dan, podržavalo velike topove za koje su obično potrebna dva operatera, a također bi moglo nositi ranjenog vojnika, ako potrebno, s bojnog polja. U isto vrijeme, automobil mora biti neranjiv na vatru, a također i visoko skočiti. Plan DARPA-e mnogi su odmah smatrali nemogućim.

Ali ne sve.

Sarcos — predvođen tvorcem robota Steveom Jacobsenom, koji je prethodno stvorio mehaničkog dinosaura teškog 80 tona — osmislio je inovativni sustav u kojem senzori koriste te signale za kontrolu niza ventila, koji zauzvrat kontroliraju hidrauliku pri visokom tlaku u zglobovima . Mehanički zglobovi pokretali su cilindre povezane kabelima koji su oponašali tetive koje povezuju ljudske mišiće. Kao rezultat toga, rođen je eksperimentalni egzoskelet XOS, koji je učinio da osoba izgleda kao divovski kukac. Sarcos je na kraju kupio Raytheon, koji je nastavio razvoj kako bi pet godina kasnije predstavio drugu generaciju odijela.

Egzoskelet XOS 2 toliko je uzbudio javnost da ga je časopis Time uvrstio na popis pet najboljih 2010. godine.

U međuvremenu, druge tvrtke, poput Berkeley Bionicsa, rade na smanjenju količine energije koju zahtijeva umjetna protetika kako bi egzoskelet mogao trajati dovoljno dugo da bude praktičan. Jedan od projekata iz 2000-ih, Human Load Carrier (HULC), mogao je raditi do 20 sati bez punjenja. Malo po malo, napredovalo se.

HAL egzoskelet

Do kraja desetljeća japanska tvrtka Cyberdyne razvila je robotsko odijelo HAL, još nevjerojatnijeg dizajna. Umjesto da se oslanja na kontrakcije mišića ljudskog operatera, HAL je radio na senzorima koji čitaju električne signale iz mozga operatera. Teoretski, egzoskelet temeljen na HAL-5 mogao bi korisniku omogućiti da radi što god želi samo razmišljajući o tome, bez pomicanja ijednog mišića. Ali za sada su ti egzoskeleti projekt budućnosti. I oni imaju svoje probleme. Na primjer, samo je nekoliko egzoskeleta do danas dobilo javno odobrenje. Ostatak se još ispituje.

Razvojna pitanja

Do 2010. DARPA projekt za stvaranje egzoskeleta doveo je do nekih rezultata. Trenutno napredni egzoskeletni sustavi težine do 20 kilograma mogu podići do 100 kilograma korisnog tereta uz malo ili bez napora operatera. U isto vrijeme, najnoviji egzoskeleti su tiši od uredskog pisača, mogu se kretati brzinom od 16 km / h, čučati i skakati.

Ne tako davno, jedan od izvođača obrambene agencije, Lockheed Martin, predstavio je svoj egzoskelet dizajniran za dizanje utega. Takozvani "pasivni egzoskelet" stvoren za radnike brodogradilišta jednostavno prenosi opterećenje na noge egzoskeleta koje su na tlu.

Razlika između modernih egzoskeleta i onih razvijenih 60-ih je u tome što su opremljeni senzorima i GPS prijemnicima. Time se još više podižu ulozi za korištenje u vojnoj sferi. Vojnici bi mogli dobiti puno prednosti korištenjem takvih egzoskeleta, od precizne geolokacije do dodatnih supermoći. DARPA također razvija automatizirana tkiva koja bi se mogla koristiti u egzoskeletima za praćenje stanja srca i disanja.

Ako se američka industrija nastavi kretati ovim putem, vrlo brzo će imati one koji ne samo da se mogu kretati "brže, više, jače", već i nositi nekoliko stotina dodatnih tereta. Međutim, proći će još barem nekoliko godina prije pravog " željezni ljudi' će odvesti na bojno polje.

Kao što je često slučaj, razvoj vojnih agencija (pomislite, na primjer, na Internet) može biti od velike koristi u mirnodopskim uvjetima, budući da će tehnologija na kraju izaći na vidjelo i pomoći ljudima. Pateći od potpune ili djelomične paralize, osobe s ozljedama leđne moždine i atrofijom mišića moći će živjeti ispunjeniji život. Berkeley Bionics, na primjer, testira eLegs, egzoskelet na baterije koji će omogućiti osobi da hoda, sjedi ili jednostavno stoji dulje vrijeme.

Jedno je sigurno: proces razvoja egzoskeleta započeo je početkom ovog stoljeća (nazovimo ga drugi val), a kako će završiti saznat će se vrlo, vrlo brzo. Tehnologije nikad ne miruju, a ako se inženjeri nečega poduzmu, onda tu stvar dovedu do logičnog kraja.

Uradi sam egzoskelet

Kako možete samostalno implementirati egzoskelet.

Da bi bio divlje jak, koliko sam shvatio, trebao bi se zaustaviti na hidraulici.
Da bi hidraulički sustav radio, potrebno vam je:

- jak i fleksibilan okvir
- minimalno potreban set hidraulički klipovi (nazvat ću ih "mišići")
-dva vakuumske pumpe, dvije tlačne komore sa sustavom ventila spojenih cijevi.
- cijevi koje mogu izdržati visoki tlak.
-napajanje egzoskelet
Za upravljanje sustavom ventila:
-Malo mrtvo računalo
- oko 30 senzora sa sedam (npr.) stupnjeva proporcionalno stupnjevima otvorenosti ventila
- poseban program koji može očitati stanje senzora i poslati odgovarajuće naredbe ventilima.

Zašto je sve ovo potrebno:

- "mišići" a okvir je zapravo cijeli mišićno-koštani sustav.
- vakuumske pumpe. zašto dva? tako da bi jedan povećavao tlak u tlačnim komorama, cijevima i mišićima, a drugi bi ga smanjivao.
tlačne komore spojene cijevi. u jednom, povećajte tlak u drugom, spustite ga i opremite cijev ventilom koji se otvara samo u dva slučaja: izjednačavanje tlaka, osiguravanje praznog hoda tekućine.
- ventili. jednostavno je i učinkovit sustav kontrola, koja će ovisiti o tlaku u tlačnoj komori i računalna kontrola. povećanjem tlaka u tlačnoj komori otvaranjem ventila kanala "napetih mišića" omogućit će vam izvođenje određenih radnji povećanjem pritiska na hidrauličke klipove, pokretne dijelove kostura (okvir).

Senzori, zašto oko trideset?dva za stopala, tri za noge, šest za ruke i 4 za leđa. kako ih rasporediti? protiv pokreta udova. tako da prednja noga s unutarnje strane pritišće egzoskelet i senzor s njegove unutarnje strane. Kasnije ću objasniti zašto je to tako.
- računalo s programom. glavni zadatak računala i programa je osigurati da senzori ne dožive pritisak, tada osoba unutra neće osjetiti dodatni otpor egzoskeleta, koji će nastojati ponoviti pokrete osobe bez obzira na aktivnost živaca, mišića ili bilo kojih drugih biometrijskih pokazatelja, čime se omogućuje korištenje puno jeftinijih senzora nego, primjerice, u egzoskeletima visoke tehnologije. signali senzora za računalo moraju se podijeliti u dvije skupine: oni s bezuvjetnom kontrolom hidrauličkog sustava i oni primljeni samo ako suprotni senzor s bezuvjetnom kontrolom nije pod pritiskom. Ova izvedba će zadržati nogu s koljenom na tlu od automatskog istezanja ako je osoba sama ne ispravi. Ali za to će osoba unutar egzoskeleta morati podići nogu s tla (ili trebate programski smanjiti osjetljivost senzora koji se aktiviraju s nekim stanjem). Na primjeru noge: postaviti senzore s bezuvjetnim signalom na prednju stranu, s bezuvjetnim signalom na stražnju stranu. zamislite kako će se pokret izvesti. kada je ljudska noga savijena, noga egzoskeleta će se saviti čak i ako je cijela težina osobe na senzorima koji produžuju nogu. Ovdje pomoću akcelerometra (ili drugog uređaja sličnog vestibularnom) možete programski promijeniti bezuvjetnost signala senzora ovisno o položaju tijela u prostoru, eliminirajući uvijanje egzoskeleta pri padu na leđa.

Nadalje, da biste povećali snagu, napravite ruke s tri prsta, jake, možete kombinirati hidrauliku i metalni kabel. ruka bi trebala biti odvojena od ljudske, odnosno ispred karpalnog zgloba, to će eliminirati strukturalne poteškoće povezane s prisutnošću ljudske ruke u egzoskeletnoj ruci i neće dopustiti ozljeđivanje ljudske ruke, kao i ljudsko stopalo treba biti na skočnom zglobu egzoskeleta i zaštićeno.
- ručna kontrola. malo slobodnog prostora za dvije trećine slobode kretanja šake i prstiju ljudske ruke u egzoskeletnoj ruci i sustavu od tri prstena na sajlama, tri prsta od malog prsta do srednjeg prsta u jedan, kažiprsta u drugu i palac u treću. sva se kontrola svodi na činjenicu da prsti osobe, pomičući prsten koji im se stavlja, kabelom pomiču kotačić senzora, ovisno o čijoj se rotaciji prsti egzoskeleta savijaju i savijaju. to će isključiti dodatni napor hidraulika za ekstenziju ili fleksiju prstiju egzoskeleta iznad njegovih konstrukcijskih mogućnosti. koristite jedan kabel za dva prstena, jedan ili dva za jedan ili dva. Zašto? jer prste od malog prsta do kažiprsta treba savijati i otpuštati samo u jednom smjeru, a palac u dva. Ako želite, možete provjeriti na vlastitim rukama.

Napajanje egzoskelet- evo s ovim opet izlazi strašna mudjatina. Nakon svega trebate samo odabrati izvor napajanja potrebne kalkulacije, maksimalna optimizacija dizajna egzoskeleta i mjerenje njegove potrošnje energije.

Sjećam se kako sam, nakon gledanja Avatara, bio potpuno zapanjen tamo prikazanim egzoskeletima. Od tada mislim da su ti pametni komadi željeza budućnost. Također stvarno želim priložiti svoje naoštrene ruke ovoj temi s pogrešne strane. Štoviše, prema analitičkoj agenciji ABI Research, globalno tržište egzoskeleta do 2025. bit će 1,8 milijardi dolara.U ovoj fazi, budući da nisam tehničar, inženjer, arhitekt i programer, pomalo sam zbunjen. Razmišljam kako pristupiti ovoj temi. Bilo bi mi drago da se u komentarima na članak navedu ljudi koji bi potencijalno bili zainteresirani za sudjelovanje u takvim projektima.
Trenutno postoje četiri ključne tvrtke koje djeluju na tržištu egzoskeleta: američki Indego, izraelski ReWalk, japanski Hybrid Assistive Limb i Ekso Bionics. Prosječna cijena njihovih proizvoda je od 75 do 120 tisuća eura. U Rusiji ljudi također ne sjede besposleni. Na primjer, tvrtka Exoathlet aktivno radi na medicinskim egzoskeletima.

Prvi egzoskelet zajednički su razvili General Electric i vojska Sjedinjenih Država 60-ih godina prošlog stoljeća i zvao se Hardiman. Mogao je podići 110 kg silom primijenjenom pri podizanju 4,5 kg. Međutim, bio je nepraktičan zbog značajne mase od 680 kg. Projekt nije bio uspješan. Svaki pokušaj korištenja cijelog egzoskeleta završavao je intenzivnim nekontroliranim kretanjem, zbog čega nikada nije u potpunosti testiran s osobom u sebi. Daljnja su se istraživanja usredotočila na jednu ruku. Iako je trebala podići 340 kg, njezina je težina bila 750 kg, što je dvostruko više od sile dizanja. Bez spajanja svih komponenti za rad praktičnu upotrebu projekt Hardiman bio je ograničen.

Zatim će biti kratka priča o modernim egzoskeletima, koji su na ovaj ili onaj način dosegli razinu komercijalne primjene.

1. Samostalno hodanje. Ne zahtijeva štake ili druga sredstva za stabilizaciju, a ostavlja slobodne ruke.
4. Nožni egzoskelet omogućuje: stajanje/čučanje, okretanje, hodanje unatrag, stajanje na jednoj nozi, hodanje uz stepenice, hodanje po raznim, čak i kosim površinama.
5. Uređajem je vrlo jednostavno upravljati - sve funkcije se aktiviraju pomoću joysticka.
6. Uređaj se može koristiti cijeli dan zahvaljujući izmjenjivoj bateriji velikog kapaciteta.
7. Uz malu težinu od samo 38 kilograma, REX može izdržati korisnika težine do 100 kilograma i visine od 1,42 do 1,93 metra.
8. Udoban sustav fiksiranja ne uzrokuje nelagodu čak i ako ga nosite cijeli dan.
9. Također, kada se korisnik ne miče, već jednostavno stoji mirno, REX ne troši energiju baterije.
10. Pristup zgradama bez rampi, zahvaljujući mogućnosti hodanja uz stepenice bez pomoći.

HAL

Cijena u Rusiji: obećano za 243 600 rubalja. Informaciju nije bilo moguće potvrditi.

Značajke i specifikacije:

1. Težina uređaja je 12 kg.
3. Uređaj može raditi od 60 do 90 minuta bez punjenja.
4. Egzoskelet se aktivno koristi u rehabilitaciji bolesnika s patologijom motoričkih funkcija donjih ekstremiteta zbog poremećaja središnjeg živčani sustav ili kao posljedica neuromuskularne bolesti.

Ponovno hodanje

Cijena u Rusiji: od 3,4 milijuna rubalja (po narudžbi).

Značajke i specifikacije:

1. Težina uređaja je 25 kg.
2. Egzoskelet može podnijeti do 80 kg.
3. Uređaj može raditi do 180 minuta bez punjenja.
4. Vrijeme punjenja baterije 5-8 sati
5. Egzoskelet se aktivno koristi u rehabilitaciji pacijenata s patologijom motoričkih funkcija donjih ekstremiteta zbog poremećaja središnjeg živčanog sustava ili kao posljedica neuromuskularnih bolesti.

Ekso bionički

Cijena u Rusiji: od 7,5 milijuna rubalja (po narudžbi).

Značajke i specifikacije:

1. Težina uređaja je 21,4 kg.
2. Egzoskelet može podnijeti do 100 kg.
3. Maksimalna širina kukova: 42cm;
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 s patologijom motoričkih funkcija donjih ekstremiteta zbog poremećaja središnjeg živčanog sustava ili kao posljedica neuromuskularnih bolesti.

DM

Cijena u Rusiji: 700 000 rubalja.

Značajke i specifikacije:

1. Težina uređaja je 21 kg.
2. Egzoskelet mora izdržati težinu korisnika do 100 kg.
3. Opseg primjene može biti znatno širi od rehabilitacije bolesnika s patologijom motoričkih funkcija donjih ekstremiteta zbog poremećaja središnjeg živčanog sustava ili kao posljedica neuromuskularnih bolesti. To može biti industrija, građevinarstvo, show business i modna industrija.

Pitanja za raspravu:

1. Koji je optimalan sastav projektnog tima?
2. Koliki je trošak projekta u početnoj fazi?
3. Koje su zamke?
4. Kako vidite optimalno vrijeme implementacija projekta od ideje do komercijalnog lansiranja?
5. Isplati li se sada pokrenuti sličan projekt i zašto?
6. Kakva bi trebala biti geografija i širenje na tržište?
7. Jeste li osobno spremni sudjelovati u takvom projektu i ako jeste, u kojem svojstvu?

Z.Y. Cijenio bih konstruktivnu raspravu, mišljenja, argumente i argumente za i protiv u komentarima. Sigurna sam da nisam jedina koja razmišlja o ovome. U međuvremenu, siguran sam da egzoskelet jest novi iPhone u svjetskoj popularnoj kulturi na horizontu sljedećih deset godina.

Egzoskelet je vanjski okvir koji omogućuje osobi da izvodi doista fantastične radnje: diže utege, leti, trči velikom brzinom, pravi divovske skokove itd. A ako mislite da samo glavni likovi "Iron Man" ili "Avatar" imaju takve uređaje, onda ste duboko u zabludi. Čovječanstvu su dostupni od 60-ih godina prošlog stoljeća. posljednje stoljeće; štoviše, možete naučiti kako sastaviti egzoskelet vlastitim rukama! Ipak, prvo o svemu.

Egzoskelet: poznanstvo

Danas si možete jednostavno kupiti egzoskelet - slične proizvode proizvode Ekso Bionics i Hybrid Assistive Limb (Japan), Indego (SAD), ReWalk (Izrael). Ali samo ako imate dodatnih 75-120 tisuća eura. U Rusiji se za sada proizvode samo medicinski egzoskeleti. Dizajnirao ih je i proizveo Exoathlet.

Prvi egzoskelet napravili su znanstvenici iz General Electrica i United States Military korporacija još šezdesetih godina prošlog stoljeća. Zvao se Hardiman i mogao je slobodno podići u zrak teret od 110 kg. Osoba koja je pritom stavila ovu spravu doživjela je opterećenje kao kod dizanja 4,5 kg! Tek sada je sam Hardiman težio svih 680 kg. Zato nije bio toliko tražen.

Svi egzoskeleti su podijeljeni u tri vrste:

potpuno robotski;

• za noge.

Moderna robo odijela teška su od 5 do 30 kg i više. Oni su aktivni i pasivni (rade samo na naredbu operatera). Prema namjeni egzoskeleti se dijele na vojne, medicinske, industrijske i svemirske. Razmotrite najznačajnije od njih.

Najimpresivniji egzoskeleti našeg vremena

Naravno, u bliskoj budućnosti neće uspjeti sastaviti takve egzoskelete vlastitim rukama kod kuće, ali vrijedi ih upoznati:

• DM (stroj iz snova). To je potpuno automatski hidraulički egzoskelet kojim se upravlja glasom operatera. Uređaj je težak 21 kg i može izdržati osobu težine do centnera. Do sada se koristi za rehabilitaciju pacijenata koji ne mogu hodati zbog bolesti središnjeg živčanog sustava ili drugih neuromuskularnih bolesti. Približna cijena je 7 milijuna rubalja.
• Exo GT. Misija ovog egzoskeleta je ista kao i prethodne - pomaže ljudima s patologijama motoričkih funkcija nogu. Karakteristike su slične prethodnom, cijena je 7,5 milijuna rubalja.
• ReWalk. Osmišljen je kako bi ponovno omogućio kretanje osobama s paralizom donjih ekstremiteta. Uređaj je težak 25 kg i može raditi 3 sata bez punjenja. Egzoskelet je dostupan u Europi i SAD-u u iznosu od 3,5 milijuna rubalja.
• REX. Danas se ovaj uređaj u Rusiji može kupiti za 9 milijuna rubalja. Egzoskelet daje ljudima s paralizom nogu ne samo samostalno hodanje, već i sposobnost stajanja/sjedenja, okretanja, hodanja po mjesecu, spuštanja niz stepenice itd. REX se kontrolira pomoću joysticka, koji može raditi bez punjenja cijeli dan.
• HAL (Hibridni pomoćni ekstremitet). Postoje dvije verzije - za ruke i za ruke/noge/torzo. Ovaj izum omogućuje operateru da podigne težinu 5 puta veću od ograničenja za osobu. Također se koristi za rehabilitaciju paraliziranih osoba. Ovaj egzoskelet teži samo 12 kg, a punjenje mu je dovoljno za 1,0-1,5 sati.

Kako napraviti egzoskelet vlastitim rukama: James Hacksmith Hobson

Prva i zasad jedina osoba koja je uspjela dizajnirati egzoskelet u nelaboratorijskim uvjetima je kanadski inženjer James Hobson. Izumitelj je sastavio napravu koja mu omogućuje slobodno podizanje blokova od 78 kilograma u zrak. Njegov egzoskelet radi na pneumatskim cilindrima koje energijom napaja kompresor, a uređajem se upravlja pomoću daljinskog upravljača.

Kanađanin svoj izum ne taji. Kako vlastitim rukama sastaviti egzoskelet prema njegovom primjeru možete saznati na web stranici inženjera i na njegovom YouTube kanalu. Međutim, imajte na umu da se težina koju podiže takav egzoskelet oslanja isključivo na kralježnicu operatera.

Egzoskelet "uradi sam": približni dijagram

Ne postoje detaljne upute koje vam omogućuju jednostavno sastavljanje egzoskeleta kod kuće. Međutim, jasno je da će trebati:

• okvir, karakteriziran snagom i pokretljivošću;
• hidraulički klipovi;
• tlačne komore;
• vakuumske pumpe;
• napajanje;
• izdržljive cijevi koje mogu izdržati visoki tlak;
• računalo za upravljanje;
• senzori;
• softver koji vam omogućuje slanje i pretvaranje informacija sa senzora za pravi posao ventili.

Kako će ovaj sastav otprilike funkcionirati:

1. Jedna pumpa treba povećati tlak u sustavu, druga - smanjiti.
2. Rad ventila ovisi o tlaku u tlačnim komorama, čije će povećanje / smanjenje kontrolirati sustav.
3. Položaj senzora (protiv kretanja udova): šest - ruke, četiri - leđa, tri - noge, dvije noge (ukupno više od 30).
4. Softver mora eliminirati pritisak na senzore.
5. Signale senzora potrebno je podijeliti na uvjetne (informacije iz njih korisne su ako bezuvjetni senzor ne "govori" o tlaku koji doživljava) i bezuvjetne. Uvjetnost / bezuvjetnost ovih elemenata može se odrediti, na primjer, akcelerometrom.
6. Ruke egzoskeleta imaju tri prsta, odvojene od zgloba operatera, kako bi se spriječile ozljede i dala dodatna snaga.
7. Izvor napajanja odabire se nakon sastavljanja i probnog testiranja egzoskeleta.

Zasad samo u području rehabilitacije već počinju ulaziti u naše živote. Postoje izumitelji koji su u stanju izgraditi takav uređaj izvan laboratorija. Sasvim je moguće da će u bliskoj budućnosti bilo koji učenik moći vlastitim rukama sastaviti egzoskelet Stalkera. Već sada je moguće predvidjeti da su takvi sustavi budućnost.