Eksoskeleton suunnittelu

Katso seitsemän eksoskeleton mallia, jotka johtavat meidät tulevaisuuteen.

HAL

Cyberdynen HAL (lyhenne sanoista Hybrid Assistive Limb) on suunniteltu täydelliseksi järjestelmäksi, vain muutamia mainitakseni. Robottielementtien on oltava täysin vuorovaikutuksessa ja synkronoitu käyttäjän mielen kanssa.

Eksoskeletonissa liikkuvan henkilön ei tarvitse antaa komentoja tai käyttää ohjauspaneelia.

HAL mukautuu aivojen kehoon välittämiin signaaleihin ja alkaa liikkua sen mukana itsestään.

Signaali poimitaan antureilla, jotka sijaitsevat suurimmissa lihaksissa.

Halin sydän, joka on sijoitettu pieneen laatikkoon selässään, käyttää sisäänrakennettuja prosessoreita dekoodaamaan ja välittämään kehosta vastaanotettua tietoa.

Tiedonsiirtonopeus on tässä tapauksessa erittäin tärkeä. Tuottajat vakuuttavat, että viiveet ovat täysin näkymättömiä.

Lisäksi järjestelmä pystyy lähettämään impulsseja takaisin aivoihin, mikä johtaa ei aivan tietoiseen uskoon, että kaikki liikkeemme heijastuvat luurangon mekanismeista.

• Valmistaja on kehittänyt useita HAL-muunnelmia:

  lääketieteelliseen käyttöön - lisähihnojen ja tukien ansiosta rakenne pystyy itsenäisesti tukemaan ihmisiä, joilla on jalkojen pareesi;

• yksilölliseen käyttöön - malli on suunniteltu tukemaan jalkatyötä keskittyen ensisijaisesti vanhusten tai kuntoutuksessa olevien liikkeiden parantamiseen;
• käytettäväksi yhden raajan kanssa - kompakti HAL, joka painaa vain 1,5 kg, ei sisällä staattisia kiinnikkeitä ja sen tarkoituksena on parantaa valitun raajan toimintaa; molemmat jalat ja kädet;
• lannerangan purkamiseen - vaihtoehto, joka on suunniteltu tukemaan siellä olevia lihaksia, mikä mahdollistaa ensinnäkin painojen taivutuksen ja nostamisen. Siitä tulee myös versioita erikoistehtäviin.

  Oikein sovitettuja sarjoja voidaan käyttää niin kovassa työssä kuin lainvalvonta- tai pelastuspalveluissa, jolloin prikaatin jäsen voi esimerkiksi nostaa murtuneen rakennuksen seinän palasen.

  On syytä lisätä, että yksi edistyneimmistä versioista egzoszkieletu CyberdyneHAL-5 Type-B -mallista tuli ensimmäinen eksoskeleton, joka sai maailmanlaajuisen turvallisuussertifikaatin.

[JAPANESE IRON MAN] Cyberdynen HAL-robottipuku

Toista kävelyä

Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) hyväksyi ensimmäisen tyypin myyntiin Yhdysvalloissa viime vuonna. eksoskeletonit halvaantuneille ihmisille.

ReWalk System -nimellä tunnetut ihmiset, jotka ovat menettäneet kykynsä käyttää jalkojaan, pystyvät taas seisomaan ja kävelemään.

ReWalk tuli tunnetuksi, kun Claire Lomas käveli varhaisen versionsa Lontoon maratonin reitistä.

Osana testejä mies Robert Wu halvaantui äskettäin vyötäröstä alaspäin. egzoszkielet ReWalk ja kainalosauvoilla hän saattoi liittyä ohikulkijoiden joukkoon Manhattanin kaduilla.

Arkkitehti Wu on jo testannut ReWalk Personalin aiempia versioita ja ehdottanut erilaisia ​​muutoksia käyttömukavuuden ja mukavuuden maksimoimiseksi.

Tällä hetkellä kanssa eksoottinenReWalkia käyttää useita kymmeniä ihmisiä ympäri maailmaa, mutta työ loppuprojektin parissa on vielä kesken.

Wu kehuu ReWalk Personal 6.0:aa paitsi sen toimivuudesta ja käyttömukavuudesta, myös siitä, että se on valmis alle 10 minuutissa. Itse ranneohjaimen ohjaama toiminta on myös hyvin yksinkertainen.

ReWalkin luomisesta vastaava israelilainen yritys Argo Medical Technologies sai luvan myydä ja jakaa lääkäreille ja potilaille. Esteenä on kuitenkin hinta - ReWalk maksaa tällä hetkellä 65k. dollaria.

ReWalk – Go again: Argo-exoskeleton-tekniikka

FORTIS

FORTIS-exoskeleton pystyy nostamaan yli 16 kg. Lockheed Martin kehittää parhaillaan. Vuonna 2014 konserni aloitti uusimman version testaamisen amerikkalaisilla tehtailla.

Ensimmäisenä osallistuivat C-130-kuljetuslentokoneiden tehtaan työntekijät Mariettassa, Georgiassa.

Liitäntäjärjestelmän ansiosta FORTIS mahdollistaa painon siirtämisen käsistäsi maahan. Sitä käyttävä työntekijä ei ole yhtä väsynyt kuin ennen, eikä hänen tarvitse pitää taukoja niin usein kuin ennen.

exoskeleton se on varustettu erityisellä vastapainolla, joka sijaitsee käyttäjän selän takana, jonka avulla voit säilyttää tasapainon taakkaa kuljetettaessa.

Tästä seuraa, että hän ei tarvitse virtaa ja paristoja, mikä on myös tärkeää. Viime vuonna Lockheed Martin sai tilauksen vähintään kahden yksikön koetoimituksesta. Asiakas on National Center for Industrial Sciences, joka toimii Yhdysvaltain laivaston puolesta.

Testit suoritetaan osana Commercial Technologies for Maintenance -ohjelmaa Yhdysvaltain laivaston testikeskuksissa sekä suoraan niiden loppukäyttökohteissa - merisatamissa ja materiaalitukissa.

Hankkeen tarkoituksena on arvioida soveltuvuus exoskeleton Yhdysvaltain laivaston teknikkojen ja ostajien käyttöön, jotka työskentelevät päivittäin raskaiden ja usein ruuhkaisten laitteiden kanssa tai jotka joutuvat alttiiksi liialliselle fyysiselle rasitukselle sotilastarvikkeiden ja -varusteiden kuljetuksen aikana.

Lockheed Martin "Fortis" eksoskeleton toiminnassa

Kuormaaja

Panasonicin Power Loader, Activelink, kutsuu sitä "voimarobotiksi".

Hän näyttää monelta eksoskeleton prototyypit esiteltiin messuilla ja muissa teknologiaesityksessä.

Se eroaa kuitenkin heistä erityisesti siinä, että pian on mahdollista ostaa se normaalisti ja ei tuhoisalla hinnalla.

Power Loader lisää ihmisen lihasvoimaa 22 toimilaitteella. Toimilaitetta ohjaavat impulssit välittyvät, kun käyttäjä käyttää voimaa.

Vipuihin sijoitettujen antureiden avulla voit määrittää paitsi paineen, myös käytetyn voiman vektorin, jonka ansiosta kone "tietää" mihin suuntaan toimia.

Parhaillaan testataan versiota, jolla voit nostaa vapaasti 50-60 kg. Suunnitelmissa on Power Loader, jonka kantavuus on 100 kg. Suunnittelijat korostavat, että laitetta ei niinkään pueta päälle kuin se sopii. Ehkä siksi he eivät kutsu sitä itse exoskeleton.

Exoskeleton robotti tehovahvistuksella Power Loader #DigInfo

Kävelijä

Kansainvälinen tutkijaryhmä on Euroopan unionin varoilla rakentanut kolmen vuoden työssä mielenhallinnan laitteen, joka mahdollistaa halvaantuneiden ihmisten liikkumisen.

Laite, nimeltään MindWalker, oli yksi ensimmäisistä, joita käytti potilas Antonio Melillo, jonka selkäydin repeytyi auto-onnettomuudessa Santa Lucian sairaalassa Roomassa.

Uhri menetti tuntonsa jaloistaan. Käyttäjä exoskeleton hän laittaa päähänsä korkin, jossa on kuusitoista elektrodia, jotka tallentavat aivosignaaleja.

Paketti sisältää myös lasit vilkkuvilla LEDeillä. Jokaisessa lasissa on sarja LED-valoja, jotka vilkkuvat eri nopeuksilla.

Räpytystiheys vaikuttaa käyttäjän ääreisnäköön. Aivojen niskakuori analysoi esiin tulevia signaaleja. Jos potilas on keskittynyt vasempaan LED-sarjaan, exoskeleton pannaan liikkeelle. Oikeaan sarjaan keskittyminen hidastaa laitetta.

Exoskeleton ilman paristoja painaa noin 30 kg, joten tämän tyyppiselle laitteelle se on melko kevyt. MindWalker pitää jopa 100 kg painavan aikuisen jaloillaan. Laitteiden kliiniset kokeet aloitettiin vuonna 2013. On suunniteltu, että MindWalker kehitetään muutaman seuraavan vuoden aikana.

TÄHÄN

Sen pitäisi olla täysi tuki sotilaalle taistelukentällä. Koko nimi on Human Universal Load Carrier, ja lyhenne HULC liittyy sarjakuvan voimamiehiin. Se esiteltiin ensimmäisen kerran DSEi-näyttelyssä Lontoossa vuonna 2009.

Se koostuu hydraulisylintereistä ja ympäristöltä suojatusta tietokoneesta, eikä se vaadi lisäjäähdytystä.

Eksoskeleton sallii kuljettaa 90 kg laitteita nopeudella 4 km/h. 20 km:n etäisyydellä ja juoksussa 7 km/h asti.

Esitetty prototyyppi painoi 24 kg. Vuonna 2011 näiden laitteiden suorituskykyä testattiin ja vuotta myöhemmin Afganistanissa.

Päärakenneelementti on titaanijalat, jotka tukevat lihasten ja luiden työtä ja kaksinkertaistavat niiden voiman. Antureiden avulla exoskeleton voi tehdä samoja liikkeitä kuin ihminen. Tavaroiden kuljettamiseen voit käyttää LAD (Lift Assist Device) -moduulia, joka on kiinnitetty rungon takaosaan, ja vipujen yläpuolella on vaihdettavat päät jatkeet.

Tällä moduulilla voit nostaa esineitä jopa 70 kg asti. Sitä voivat käyttää 1,63-1,88 metrin pituiset sotilaat, kun taas tyhjäpaino on 37,2 kg kuudella BB 2590 -akulla, jotka riittävät 4,5-5 käyttötunnille (20 km:n säteellä) - sen odotetaan kuitenkin olevan ne korvataan Protonex-polttokennoilla, joiden käyttöikä on jopa 72 tuntia.

HULC on saatavana kolmena tyyppinä: hyökkäys (lisäballistinen kilpi, joka painaa 43 kg), logistinen (hyötykuorma 70 kg) ja perus (partio).

Exoskeleton Lockheed Martin HULC

TALOS

Sotilaslaitosten luokassa tämä on askel eteenpäin HULC:hen verrattuna.

Muutama kuukausi sitten Yhdysvaltain armeija kutsui tutkijoita tutkimuslaboratorioista, puolustusteollisuudesta ja valtion virastoista kehittämään tulevaa sotilasta varten tarvikkeita, jotka antaisivat hänelle jo kehitetyn sotilaan tarjoaman yli-inhimillisen voiman. eksoskeletonitmutta myös kykyä nähdä, tunnistaa ja syleillä ennennäkemättömässä mittakaavassa.

Tätä uutta sotilasjärjestystä kutsutaan useimmiten "Iron Man's Clothesiksi". TALOS (Tactical Assault Light Operator Suit) käyttää edistyneintä tekniikkaa. Pukuun sisäänrakennetut anturit seuraavat ympäristöä ja itse sotilasta.

Hydraulisen rungon pitäisi antaa voimaa, ja Google Glassin kaltaisen valvontajärjestelmän pitäisi tarjota XNUMX-luvun viestintää ja älykkyyttä. Kaikki tämä tulisi integroida uuden sukupolven aseisiin.

Lisäksi panssarin tulisi tarjota suojaa vaarallisissa olosuhteissa, suojata luodeilta, alkaen konekivääreistä (jopa kevyistä) - kaikki panssariin, joka on valmistettu erityisestä "nestemäisestä" materiaalista, jonka pitäisi kovettua välittömästi törmäyksen sattuessa. magneettikenttä tai sähkövirta, joka tarjoaa maksimaalisen suojan ammuksia vastaan.

Armeija itse toivoo, että tällainen malli ilmaantuu Massachusetts Institute of Technologyssa (MIT) parhaillaan tehtävän tutkimuksen tuloksena, jossa on kehitetty kangaspuku, joka muuttuu nestemäisestä kiinteäksi magneettikentän vaikutuksesta.

Ensimmäinen prototyyppi, joka on melko suuntaa-antava malli tulevasta TALOSista, esiteltiin yhdessä näyttelytapahtumassa Yhdysvalloissa toukokuussa 2014. Todellinen ja täydellisempi prototyyppi pitäisi rakentaa vuosina 2016-2018.