Дизайн экзоскелета

Посмотрите семь моделей экзоскелетов, которые ведут нас в будущее.

HAL

HAL от Cyberdyne (сокращение от Hybrid Assistive Limb) разработан как полнофункциональная система, и это лишь некоторые из них. Роботизированные элементы должны полностью взаимодействовать и синхронизироваться с разумом пользователя.

Человеку, передвигающемуся в экзоскелете, не нужно будет отдавать команды или пользоваться какой-либо панелью управления.

HAL подстраивается под сигналы, передаваемые мозгом телу, и начинает двигаться вместе с ним самостоятельно.

Сигнал улавливают датчики, расположенные на самых крупных мышцах.

Сердце Хэла, помещенное в небольшой ящик на его спине, будет использовать встроенные процессоры для декодирования и передачи информации, полученной от тела.

Скорость передачи данных крайне важна в данном случае. Продюсеры уверяют, что задержки будут совершенно незаметны.

Более того, система сможет посылать обратно импульсы в мозг, что приводит к не вполне осознанному убеждению, что все наши движения будут отражаться механизмами скелета.

• Производитель разработал несколько вариантов HAL:

  для медицинского применения – благодаря дополнительным ремням и опорам конструкция сможет самостоятельно поддерживать людей с парезом ног;

• для индивидуального использования — модель предназначена для поддержки работы ног, ориентируясь в первую очередь на улучшение движений пожилых людей или людей, проходящих реабилитацию;
• для использования с одной конечностью – компактный HAL, который весит всего 1,5 кг, не имеет статических креплений, а его назначение – улучшение работы выбранной конечности; обе ноги и руки;
• для разгрузки поясничного отдела – вариант, предназначенный для поддержки расположенных там мышц, что в первую очередь позволит сгибаться и поднимать тяжести. Также будут версии для специальных задач.

  Правильно адаптированные наборы могут использоваться в тяжелых работах, а также в силовых или аварийных службах, чтобы член бригады мог, например, поднять фрагмент стены рухнувшего здания.

  Стоит добавить, что одна из самых продвинутых версий egzoszkieletu Cyberdyne, модель HAL-5 Type-B, стала первым экзоскелетом, получившим глобальный сертификат безопасности.

[JAPANESE IRON MAN] Костюм робота HAL от Cyberdyne

Повторная прогулка

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило первый тип для продажи в США в прошлом году. экзоскелеты для парализованных людей.

Благодаря устройству, известному как ReWalk System, люди, потерявшие способность использовать ноги, снова смогут стоять и ходить.

ReWalk прославился, когда Клэр Ломас прошлась по своей ранней версии маршрута Лондонского марафона.

В рамках испытаний недавно получил парализованный ниже пояса мужчина Роберт Ву. egzoszkielet ReWalk и на костылях он мог присоединиться к прохожим на улицах Манхэттена.

Архитектор Ву уже протестировал предыдущие версии ReWalk Personal и предложил различные модификации для максимального удобства и комфорта использования.

В настоящее время с экзотическийReWalk используют несколько десятков человек по всему миру, но работа над финальным проектом еще продолжается.

Ву хвалит ReWalk Personal 6.0 не только за его функциональность и удобство, но и за то, что встать на ноги можно менее чем за 10 минут. Сама операция, контролируемая наручным контроллером, также очень проста.

Израильская компания Argo Medical Technologies, ответственная за создание ReWalk, получила разрешение на продажу и распространение среди врачей и пациентов. Барьером, однако, является цена — ReWalk на данный момент стоит 65 тысяч. долларов.

ReWalk — Иди снова: технология экзоскелета Argo

ФОРТИС

Экзоскелет FORTIS может поднимать более 16 кг. В настоящее время разрабатывается компанией Lockheed Martin. В 2014 году концерн начал испытания последней версии на американских заводах.

Первыми в нем приняли участие сотрудники завода транспортных самолетов С-130 в Мариетте, штат Джорджия.

Благодаря системе соединения FORTIS позволяет переносить вес с рук на землю. Сотрудник, использующий его, не так сильно устает, как раньше, и не нуждается в таких частых перерывах, как раньше.

экзоскелет он оснащен специальным противовесом, расположенным за спиной пользователя, что позволяет сохранять равновесие при переноске груза.

Отсюда следует, что ему не нужно питание и батарейки, что тоже немаловажно. В прошлом году компания Lockheed Martin получила заказ на пробную поставку как минимум двух единиц. Заказчиком является Национальный центр производственных наук, действующий от имени ВМС США.

Испытания будут проводиться в рамках программы «Коммерческие технологии для технического обслуживания», в испытательных центрах ВМС США, а также непосредственно в местах их конечного использования — в морских портах и ​​материальных базах.

Цель проекта – оценить пригодность экзоскелет для использования техническими работниками и закупщиками ВМС США, которые ежедневно работают с тяжелым и часто многолюдным оборудованием или подвергаются чрезмерным физическим усилиям во время транспортировки военного снаряжения и оборудования.

Экзоскелет Lockheed Martin «Fortis» в действии

Погрузчик

Компания Activelink, разработавшая Power Loader, принадлежащий концерну Panasonic, называет его «силовым роботом».

Он похож на многих прототипы экзоскелетов демонстрируются на торговых ярмарках и других технологических презентациях.

Однако он отличается от них, в частности, то что скоро можно будет купить его нормально и за не разорительную сумму.

Power Loader укрепляет человеческую мышечную силу с помощью 22 приводов. Импульсы, приводящие привод в движение, передаются, когда пользователь прикладывает усилие.

Датчики, размещенные в рычагах, позволяют определять не только давление, но и вектор приложенной силы, благодаря чему машина «знает», в каком направлении действовать.

В настоящее время тестируется версия, позволяющая свободно поднимать 50-60 кг. В планах Power Loader грузоподъемностью 100 кг. Конструкторы подчеркивают, что устройство не столько надевается, сколько вписывается. Может быть, поэтому они сами его не называют экзоскелет.

Робот-экзоскелет с усилением мощности Power Loader #DigInfo

Уокер

Благодаря средствам Европейского Союза международная группа ученых за три года работы сконструировала управляемый разумом аппарат, позволяющий парализованным людям передвигаться.

Устройство под названием MindWalker было одним из первых, которые использовал пациент Антонио Мелилло, чей спинной мозг был разорван в результате автомобильной аварии, в больнице Санта-Лючия в Риме.

Пострадавший потерял чувствительность в ногах. Пользователь экзоскелет он надевает шапочку с шестнадцатью электродами, которые регистрируют сигналы мозга.

В комплектацию также входят очки с мигающими светодиодами. В каждом стакане набор светодиодов мигает с разной частотой.

Частота моргания влияет на периферийное зрение пользователя. Затылочная кора головного мозга анализирует возникающие сигналы. Если пациент сфокусирован на левом наборе светодиодов, экзоскелет будет приведен в движение. Концентрация на правильном наборе тормозит работу устройства.

Экзоскелет без батареек весит около 30 кг, поэтому для такого типа устройств он достаточно легкий. MindWalker удержит на ногах взрослого человека весом до 100 кг. Клинические испытания оборудования начались в 2013 году. Планируется, что MindWalker будет дорабатываться в течение следующих нескольких лет.

HULC

Это должна быть полноценная поддержка солдата на поле боя. Полное название — Human Universal Load Carrier, а аббревиатура HULC ассоциируется с силачом из комиксов. Впервые он был представлен на выставке DSEi в Лондоне в 2009 году.

Он состоит из гидроцилиндров и компьютера, защищенного от воздействия окружающей среды и не требующего дополнительного охлаждения.

Экзоскелет позволяет перевозящий 90 кг оборудования со скоростью 4 км/ч. на дистанции до 20 км, а в беге до 7 км/ч.

Представленный прототип весил 24 кг. В 2011 году была проверена работоспособность этого оборудования, а еще через год оно было опробовано в Афганистане.

Основным элементом конструкции являются титановые ножки, поддерживающие работу мышц и костей, удваивая их прочность. Благодаря использованию датчиков экзоскелет может совершать те же движения, что и человек. Для переноски предметов можно использовать модуль LAD (Lift Assist Device), который крепится к задней части рамы, а над рычагами имеются удлинители со сменными окончаниями.

Этот модуль позволяет поднимать предметы до 70 кг. Его могут использовать солдаты ростом от 1,63 до 1,88 м, при этом масса пустого составляет 37,2 кг с шестью батареями BB 2590, которых хватает на 4,5-5 часов работы (в радиусе 20 км) — впрочем, ожидаемо их заменяют топливные элементы Protonex со сроком службы до 72 часов.

HULC доступен в трех типах: штурмовой (дополнительный баллистический щит весом 43 кг), логистический (полезная нагрузка 70 кг) и базовый (патрульный).

Экзоскелет Lockheed Martin HULC

TALOS

В категории военных сооружений это шаг вперед по сравнению с HULC.

Несколько месяцев назад военные США призвали ученых из научно-исследовательских лабораторий, оборонной промышленности и государственных учреждений поработать над экипировкой будущего солдата, которая придала бы ему не только сверхчеловеческую силу, обеспечиваемую уже разработанной экзоскелеты, но и способность видеть, распознавать и охватывать в беспрецедентных масштабах.

Этот новый военный орден чаще всего называют «Одеждой Железного человека». В TALOS (Tactical Assault Light Operator Suit) используются самые передовые технологии. Датчики, встроенные в костюм, будут следить за окружающей обстановкой и самим солдатом.

Гидравлический каркас должен придать прочности, а система наблюдения, аналогичная Google Glass, обеспечить связь и разведку XNUMX века. Все это должно быть интегрировано с оружием нового поколения.

Кроме того, броня должна обеспечивать защиту в опасных условиях, защищать от пуль, начиная от пулеметов (хотя бы легких) — все с броней из специального «жидкого» материала, который должен моментально затвердевать в случае удара. магнитное поле или электрический ток, чтобы обеспечить максимальную защиту от снарядов.

Сами военные надеются, что такая конструкция появится в результате исследований, проводимых в настоящее время в Массачусетском технологическом институте (MIT), где был разработан тканевый костюм, превращающийся из жидкого в твердое под действием магнитного поля.

Первый прототип, представляющий собой достаточно показательную модель будущего TALOS, был представлен на одном из выставочных мероприятий в США в мае 2014 года. Реальный и более полный прототип должен быть построен в 2016-2018 годах.