Экзоскелеты

Немного об экзоскелетах

I. Материалы экзоскелетов

Чтобы построить экзоскелет, инженерам нужны легкие материалы, способные выдерживать большие нагрузки. Показатели для таких материалов, как сталь и алюминий, составляют от 100 до 250 кНм/кг, в то время как стекловолокно уже обеспечивает около 1300 кНм/кг. Углеродное волокно предлагает более 2400 кНм/кг, а новые технологии, такие как углеродные нанотрубки, превышают 40000 кНм/кг и предел прочности 62 ГПа. Следовательно, новые процессы и решения направлены на снижение веса экзоскелета при одновременном повышении прочности. Примером желаемого материала может быть алюминиевый сплав 6061, широко используемый, легко доступный, легкий и с которым легко работать.

II. Управление экзоскелетом

Экзоскелет можно контролировать четырьмя способами:

механически - такое управление используется, когда пользователь остается частично работоспособным и может управлять экзоскелетом вручную, например, руками, используя джойстик;
голос - этот метод полезен для людей, которые не могут двигаться, но могут произносить голосовые команды. Они отправляются через микрофон на компьютер и интерпретируются в нем для определенных функций экзоскелета. Компьютер отправляет соответствующую серию инструкций для выполнения, например, поднимите руку, встаньте, идите и т. д.;
кожные или подкожные сенсоры (имплантаты)- метод состоит в том, чтобы установить серию имплантатов для пациента, которые, усиливая нервные импульсы, считывают моторные намерения человека на их основе, а затем передают их на управляющий компьютер. Частичная работа нервной системы не требуется;
непосредственное использование мозговых волн - теоретический метод управления экзоскелетом, для которого рабочие прототипы еще не разработаны. После подключения серии электродов к голове человека импульсы соответствующих типов будут передаваться на компьютер, который будет выполнять соответствующие функции экзоскелета на этой основе.


III. Области применения экзоскелетов

1. Промышленность, строительство, горное дело, сельское хозяйство, склады
Сегодня у нас есть возможность встретить человека, использующего экзоскелет, в следующих областях:
● в промышленных производственных цехах, где тяжелые предметы собираются в условиях ограниченного пространства;
● в ситуациях, когда работник долго находится в неблагоприятных, неудобных позах;
● везде, где требуется постоянная ходьба, даже на короткие расстояния или в течение длительного времени.

2. Медицина - реабилитация
Экзоскелеты не только сочетают в себе функции инвалидной коляски и реабилитационного робота, но и позволяют проводить терапию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, при нормальной повседневной работе, с подвижностью на двух ногах и полной поддержкой в ​​каждой позе. Регулировка экзоскелета обеспечивает постоянное положение для тела. Во время продолжающейся реабилитации эти устройства снижают трудозатраты и затраты времени на отдельные упражнения, особенно те, которые требуют одновременного участия более чем одного терапевта, например, в повторном обучении походке. Они обеспечивают полную повторяемость отдельных движений или их последовательностей, а также целых терапевтических сеансов. Упростите внесение корректировок в свой план терапии. Они повышают мотивацию пациента, часто используя простые игры или среду виртуальной реальности. Они также снижают риск того, что медицинский персонал или пациент допустят ошибку.

3. Армия
Эксперты сходятся во мнении, что современная нагрузка на солдат стала слишком большой и является фактором риска, поскольку может привести к чрезмерным травмам и снижению боевых характеристик. Департамент армии США установил требования к боевым экзоскелетам в пяти ключевых областях (Заявление о необходимости миссии для усовершенствованной интегрированной армейской системы TEISS-D). Поэтому в их дизайне используется синергия: механика, электроника, автоматизация, информационные технологии и широко понятная оптимизация процесса проектирования и производства. Использование большого количества датчиков движения, тензодатчиков, а также других очень продвинутых устройств, которые выполняют вычисления мышечного напряжения, прогиба сустава или движения солдата, а также преобразовывают данные в оптимизированное движение и во многих плоскостях, является непростой задачей. Управление экзоскелетом в будущем может быть решено с помощью нейронных сетей.

Другие статьи по теме на сайте NEWWR:

1. Это новое поколение экзоскелетов для заводских рабочих
2. Экзоскелет Guardian XO. Sarcos. США

Классный есть скелет, не знаю где взять и сколько стоит. Там смысл в том, что он как стул, если хочешь присесть. Смотрели мультик "Следствие ведут колобки"? Там к жопе у злого была табуретка примотана? Вот тут идея та же, только по ногам идет как экзоскилет само устройство, а когда сгибаешь ноги, то под попу подается сиденье. Так круто! Где захотел - там и присел!

Мы так скоро точно в сереньких инопланетян с большой головой превратимся. Но зато без всех этих приблуд, если завалимся, то уже не встанем

Это новое поколение экзоскелетов для заводских рабочих

Человечество не спешит заменять рабочих на фабриках и в логистических центрах роботами, так как они все еще не могут выполнять многие виды работ, недоступной роботам. Похоже, экзоскелеты для таких сотрудников - хорошая идея.

Немецкая компания German Bionic Systems представила сенсацию - новое поколение такого устройства. Немецкие инженеры усовершенствовали свой экзоскелет из углеродного волокна под названием Cray X для рабочих, и теперь у него есть еще больше практических возможностей. Четвертое поколение позволяет пользователю поднимать вес до 28 кг.

Ученые еще больше позаботились о безопасности сотрудников, оснастив устройство новыми датчиками и сервоприводами, которые постоянно их поддерживают и в то же время защищают от различных травм. Иногда может случиться, что экзоскелет внезапно выйдет из строя, ведь это электронное устройство, тогда пользователю не нужно беспокоиться о своем здоровье и жизни. Системы безопасности сместят вес таким образом, что оператор сможет выйти из этой опасной ситуации невредимым.

Немецкая фирма Bionic гарантирует, что новое поколение Cray X может работать до 8 часов. Устройство также было оснащено системой дополненной реальности под названием Cray Visor. Виртуальная информация отображается на дисплее, позволяющем пользователю экзоскелета выполнять свою работу быстрее и точнее. Эксперты считают, что такие технологии - будущее заводов и логистических центров, которые все еще откладывают роботизацию и сосредоточены на людях. 

Ежемесячное обслуживание Cray X будет стоить € 699 в месяц.
Источник

Господин @Night добавил статью по теме "Экзоскелет Guardian XO. Sarcos. США"
Источник: https://newwr.actieforum.com/t220-topic#1622

Автономный экзоскелет от французского стартапа , позволяющий инвалидам ходить, приседать и даже подниматься по ступенькам.