Ekzoskelet dizayni

Bizni kelajakka olib boradigan ekzoskeletlarning ettita modelini ko'ring.

HOLAT

Cyberdyne's HAL (Gibrid Assistive Limb uchun qisqartma) to'liq tizim sifatida yaratilgan, faqat bir nechtasini nomlash uchun. Robotik elementlar to'liq o'zaro ta'sir qilishi va foydalanuvchi ongi bilan sinxronlashishi kerak.

Ekzoskeletda harakatlanayotgan odam buyruqlar berishi yoki boshqaruv panelidan foydalanishi shart emas.

HAL miya tomonidan tanaga uzatiladigan signallarga moslashadi va u bilan birga o'z-o'zidan harakatlana boshlaydi.

Signal eng katta mushaklarda joylashgan sensorlar tomonidan qabul qilinadi.

Orqa tomonidagi kichik qutiga joylashtirilgan Halning yuragi tanadan olingan ma'lumotlarni dekodlash va uzatish uchun o'rnatilgan protsessorlardan foydalanadi.

Bu holda ma'lumotlarni uzatish tezligi juda muhimdir. Ishlab chiqaruvchilar, kechikishlar butunlay ko'rinmas bo'lishiga ishontiradilar.

Bundan tashqari, tizim miyaga impulslarni qaytarib yuborishi mumkin bo'ladi, bu bizning barcha harakatlarimiz skelet mexanizmlari tomonidan aks ettirilishiga unchalik ongli bo'lmagan ishonchga olib keladi.

• Ishlab chiqaruvchi HAL ning bir nechta variantlarini ishlab chiqdi:

  tibbiy maqsadlarda foydalanish uchun - qo'shimcha kamarlar va tayanchlar tufayli struktura oyoq parezi bilan og'rigan odamlarni mustaqil ravishda qo'llab-quvvatlay oladi;

• individual foydalanish uchun - model oyoq harakatini qo'llab-quvvatlash uchun mo'ljallangan bo'lib, birinchi navbatda keksalar yoki reabilitatsiyadan o'tayotgan odamlarning harakatlarini yaxshilashga qaratilgan;
• bir a'zo bilan foydalanish uchun - ixcham HAL, og'irligi atigi 1,5 kg, statik qo'shimchalari yo'q va uning maqsadi tanlangan a'zoning faoliyatini yaxshilashdir; ikkala oyoq va qo'llar;
• lomber mintaqani tushirish uchun - u erda joylashgan mushaklarni qo'llab-quvvatlash uchun mo'ljallangan variant, bu birinchi navbatda og'irlikni egish va ko'tarish imkonini beradi. Maxsus vazifalar uchun versiyalar ham bo'ladi.

  To'g'ri moslashtirilgan to'plamlar og'ir ishlarda, shuningdek, huquqni muhofaza qilish yoki favqulodda xizmatlarda qo'llanilishi mumkin, shuning uchun jamoa a'zosi, masalan, qulagan bino devorining bir qismini ko'tarishi mumkin.

  Shuni ta'kidlash kerakki, eng ilg'or versiyalardan biri egzoszkieletu Cyberdyne, HAL-5 Type-B modeli global xavfsizlik sertifikatini olgan birinchi ekzoskeletga aylandi.

[Yaponiyalik temir odam] Cyberdyne tomonidan HAL robot kostyumi

Qayta yurish

AQSh oziq-ovqat va farmatsevtika idorasi (FDA) o'tgan yili AQShda sotiladigan birinchi turni tasdiqladi. ekzoskeletlar shol odamlar uchun.

ReWalk System deb nomlanuvchi qurilma tufayli oyoqlarini ishlatish qobiliyatini yo‘qotgan odamlar yana tik turib, yura oladilar.

ReWalk Kler Lomas London marafon marshrutining dastlabki versiyasida yurganida mashhur bo'ldi.

Sinovlar doirasida Robert Vu yaqinda belidan pastga shol bo'lib qoldi. egzoszkielet ReWalk Qo'ltiq tayoqchalarida esa Manxetten ko'chalarida o'tkinchilarga qo'shilib ketardi.

Arxitektor Vu allaqachon ReWalk Personalning oldingi versiyalarini sinab ko'rdi va maksimal qulaylik va foydalanish qulayligi uchun turli xil modifikatsiyalarni taklif qildi.

Hozirda bilan ekzotikReWalk butun dunyo bo'ylab bir necha o'nlab odamlar tomonidan qo'llaniladi, ammo yakuniy loyiha ustida ish hali ham davom etmoqda.

Vu ReWalk Personal 6.0 ni nafaqat funksionalligi va qulayligi, balki 10 daqiqadan kamroq vaqt ichida ishga tushishi uchun ham maqtaydi. Bilak boshqaruvchisi tomonidan boshqariladigan operatsiyaning o'zi ham juda oddiy.

ReWalk-ni yaratish uchun mas'ul bo'lgan Isroilning Argo Medical Technologies kompaniyasi shifokorlar va bemorlarga sotish va tarqatish uchun ruxsat oldi. Biroq, to'siq bu narx - ReWalk hozirda 65 ming turadi. dollar.

ReWalk - Yana boring: Argo ekzoskelet texnologiyasi

FORTIS

FORTIS ekzoskeleti 16 kg dan ortiq yukni ko'tarishi mumkin. Hozirda Lockheed Martin tomonidan ishlab chiqilmoqda. 2014 yilda konsern Amerika zavodlarida so'nggi versiyani sinovdan o'tkazishni boshladi.

Birinchi bo‘lib Jorjiya shtatining Marietta shahridagi C-130 transport samolyotlari zavodi xodimlari qatnashdi.

Ulanish tizimi tufayli FORTIS qo'llaringizdan erga og'irlikni o'tkazish imkonini beradi. Undan foydalanadigan xodim avvalgidek charchamaydi va avvalgidek tez-tez tanaffus qilish kerak emas.

ekzoskelet u foydalanuvchining orqasida joylashgan maxsus qarshi og'irlik bilan jihozlangan bo'lib, bu yukni ko'tarishda muvozanatni saqlashga imkon beradi.

Bundan kelib chiqadiki, unga quvvat va batareyalar kerak emas, bu ham muhimdir. O'tgan yili Lockheed Martin kamida ikkita birlikni sinovdan o'tkazish uchun buyurtma oldi. Buyurtmachi - AQSh harbiy-dengiz kuchlari nomidan ishlaydigan Milliy sanoat fanlari markazi.

Sinovlar texnik xizmat ko'rsatish uchun tijorat texnologiyalari dasturining bir qismi sifatida, AQSh harbiy-dengiz kuchlarining sinov markazlarida, shuningdek, to'g'ridan-to'g'ri ularning oxirgi foydalanish joylarida - dengiz portlari va moddiy bazalarida o'tkaziladi.

Loyihaning maqsadi muvofiqlikni baholashdir ekzoskelet Har kuni og'ir va tez-tez gavjum uskunalar bilan ishlaydigan yoki harbiy ta'minot va jihozlarni tashish paytida haddan tashqari jismoniy kuch sarflaydigan AQSh harbiy-dengiz kuchlari texnik xodimlari va xaridorlari tomonidan foydalanish uchun.

Lockheed Martin "Fortis" ekzoskeleti harakatda

Yuklagich

Panasonicning Power Loader Activelink kompaniyasi uni "kuchli robot" deb ataydi.

U ko'pchilikka o'xshaydi ekzoskelet prototiplari savdo yarmarkalarida va boshqa texnologiya taqdimotlarida namoyish etiladi.

Biroq, bu ulardan farq qiladi, xususan, tez orada uni oddiy va vayronagarchiliksiz miqdorda sotib olish mumkin bo'ladi.

Power Loader 22 ta aktuator bilan inson mushaklarining kuchini oshiradi. Aktuatorni harakatga keltiradigan impulslar foydalanuvchi kuch ishlatganda uzatiladi.

Tutqichlarga o'rnatilgan sensorlar nafaqat bosimni, balki qo'llaniladigan kuchning vektorini ham aniqlashga imkon beradi, buning natijasida mashina qaysi yo'nalishda harakat qilishni "biladi".

Hozirda 50-60 kg vaznni erkin ko'tarish imkonini beruvchi versiya sinovdan o'tkazilmoqda. Rejalarga 100 kg yuk ko'tarish quvvatiga ega Power Loader kiradi. Dizaynerlarning ta'kidlashicha, qurilma mos keladigan darajada ko'p qo'yilmagan. Ehtimol, shuning uchun ular buni o'zlari chaqirmaydilar ekzoskelet.

Quvvat kuchaytiruvchi Power Loader #DigInfo bilan ekzoskelet roboti

Walker

Yevropa Ittifoqi mablag‘lari evaziga xalqaro olimlar jamoasi uch yil davomida falaj bo‘lgan odamlarning harakatlanishiga imkon beruvchi ongni boshqaradigan apparat qurdi.

MindWalker deb nomlangan qurilma Rimdagi Santa-Lyusiya kasalxonasida avtohalokatda umurtqa pog‘onasi yirtilgan bemor Antonio Melillo tomonidan birinchilardan bo‘lib foydalanilgan.

Jabrlanuvchining oyoqlarida sezuvchanlik yo‘qolgan. Foydalanuvchi ekzoskelet u miya signallarini yozadigan o'n olti elektrodli qalpoqchani kiyadi.

Paketda shuningdek, miltillovchi LEDli ko'zoynaklar mavjud. Har bir oynada turli xil tezlikda miltillovchi LEDlar to'plami mavjud.

Miltillash tezligi foydalanuvchining periferik ko'rish qobiliyatiga ta'sir qiladi. Miyaning oksipital korteksi paydo bo'ladigan signallarni tahlil qiladi. Agar bemor diqqatini chap LED to'plamiga qaratgan bo'lsa, ekzoskelet harakatga keltiriladi. O'ng to'plamga diqqatni jamlash qurilmani sekinlashtiradi.

Batareyalarsiz ekzoskeletning og'irligi taxminan 30 kg ni tashkil qiladi, shuning uchun bunday turdagi qurilmalar uchun u juda engil. MindWalker og'irligi 100 kg gacha bo'lgan katta yoshli odamni oyog'ida ushlab turadi. Uskunaning klinik sinovlari 2013 yilda boshlangan. MindWalker keyingi bir necha yil ichida ishlab chiqilishi rejalashtirilgan.

HULC

Bu jang maydonidagi askar uchun to'liq tayanch bo'lishi kerak. To'liq nomi - Human Universal Load Carrier va HULC qisqartmasi komikslar kuchli odami bilan bog'liq. U birinchi marta 2009 yilda Londondagi DSEi ko'rgazmasida taqdim etilgan.

U gidravlik tsilindrlardan va atrof-muhitdan himoyalangan kompyuterdan iborat bo'lib, qo'shimcha sovutishni talab qilmaydi.

Ekzoskelet imkon beradi 90 kg uskunani 4 km/soat tezlikda tashish. 20 km gacha bo'lgan masofada va soatiga 7 km gacha yugurishda.

Taqdim etilgan prototipning og'irligi 24 kg edi. 2011 yilda ushbu uskunaning ishlashi sinovdan o'tkazildi va bir yildan so'ng Afg'onistonda sinovdan o'tkazildi.

Asosiy tuzilish elementi titan oyoqlari bo'lib, mushaklar va suyaklarning ishini qo'llab-quvvatlaydi, ularning kuchini ikki baravar oshiradi. Sensorlardan foydalanish orqali ekzoskelet odam bilan bir xil harakatlarni bajarishi mumkin. Buyumlarni tashish uchun siz ramkaning orqa tomoniga biriktirilgan LAD (Lift Assist Device) modulidan foydalanishingiz mumkin va tutqichlar ustida almashtiriladigan uchlari bo'lgan kengaytmalar mavjud.

Ushbu modul 70 kg gacha bo'lgan narsalarni ko'tarish imkonini beradi. U balandligi 1,63 dan 1,88 m gacha bo'lgan askarlar tomonidan ishlatilishi mumkin, bo'sh vazn esa oltita BB 37,2 batareyasi bilan 2590 kg ni tashkil qiladi, bu 4,5-5 soat ishlash uchun etarli (20 km radiusda) - ammo bu Ular 72 soatgacha xizmat qilish muddatiga ega Protonex yonilg'i xujayralari bilan almashtirilishi kutilmoqda.

HULC uchta turda mavjud: hujum (og'irligi 43 kg bo'lgan qo'shimcha ballistik qalqon), logistika (yuk yuki 70 kg) va asosiy (patrul).

Lockheed Martin HULC ekzoskeleti

TALOS

Harbiy inshootlar toifasida bu HULC bilan solishtirganda oldinga qadamdir.

Bir necha oy oldin AQSh harbiylari ilmiy-tadqiqot laboratoriyalari, mudofaa sanoati va davlat idoralari olimlarini bo'lajak askar uchun jihozlar ustida ishlashga chaqirdi, bu esa unga nafaqat allaqachon rivojlangan harbiy kuchlar tomonidan taqdim etilgan g'ayritabiiy kuchni beradi. ekzoskeletlarbalki misli ko'rilmagan miqyosda ko'rish, tanib olish va quchoqlash qobiliyati.

Ushbu yangi harbiy tartib ko'pincha "Temir odamning kiyimlari" deb nomlanadi. TALOS (Tactical Assault Light Operator Suit) eng ilg'or texnologiyalardan foydalanadi. Kostyumga o'rnatilgan datchiklar atrof-muhitni va askarning o'zini kuzatib boradi.

Shlangi ramka kuch berishi kerak va Google Glass-ga o'xshash kuzatuv tizimi XNUMX asrning aloqa va razvedkasini ta'minlashi kerak. Bularning barchasi yangi avlod qurollari bilan birlashtirilishi kerak.

Bundan tashqari, zirh xavfli sharoitlarda himoyani ta'minlashi, pulemyotlardan boshlab (hatto engil bo'lganlar ham) o'qlardan himoya qilishi kerak - bularning barchasi zarba paytida darhol qotib qoladigan maxsus "suyuq" materialdan tayyorlangan zirh bilan. snaryadlardan maksimal himoya qilish uchun magnit maydon yoki elektr toki.

Harbiylarning o‘zlari bunday dizayn hozirda Massachusets texnologiya institutida (MIT) olib borilayotgan tadqiqotlar natijasida paydo bo‘lishiga umid qilmoqda, u yerda magnit maydon ta’sirida suyuqlikdan qattiq holatga o‘tuvchi mato kostyumi ishlab chiqilgan.

Kelajakdagi TALOS ning juda indikativ modeli bo'lgan birinchi prototip 2014 yil may oyida Qo'shma Shtatlardagi ko'rgazma tadbirlaridan birida taqdim etilgan. Haqiqiy va to'liqroq prototip 2016-2018 yillarda qurilishi kerak.