Што е егзоскелет? Направи сам егзоскелет: приближен дијаграм. Спасувачка верзија на оделото за итни случаи

Новите модерни технологии ги исполнуваат нашите животи со неверојатни пронајдоци и гаџети. Секојдневно користиме апарати за домаќинство кои претходно не се сметаа за ништо повеќе од научна фантастика. Интернетот, паметните телефони, автомобилите полни со сензори и автопилотот се работи и феномени кои ни се познати и ни го разубавуваат животот. Излегува дека воената индустрија го движи технолошкиот напредок на човековата еволуција. На пример, микробрановата печка најпрвин била достапна за војската, а потоа за неа дознала и цивилното население на планетата. Сателитите, компјутерите и многу повеќе влегоа во нашите животи. Воен егзоскелет наскоро ќе ни стане достапен.

За што зборуваме?

Откако го прочитаа последниот пасус, многумина беа изненадени, па дури и исплашени од зборот „егзоскелет“. Не паничете, ајде да го сфатиме и да одлучиме каков вид „ѕвер“ е ова и зошто е потребен.

Егзоскелетот е најновиот уникатен развој на научниците во такво поле на науката како што е биомеханиката. Технологијата е направена во форма надворешен системрамки, кој е дизајниран да ја подобри мускулната сила на личност или робот со андроид. Овој термин е земен од биологијата. Се однесува на површинскиот скелет на безрбетните организми. Во иднина, таквата технологија ќе ги елиминира физичките ограничувања во човечкиот живот, како и во употребата на механизми. Воената технологија и нејзините потреби уште еднаш ги надминаа сите очекувања. Тие велат дека за 5-6 години Министерството за одбрана на Руската Федерација ќе има опрема за специјална намена.

Веќе разбравте и погодивте дека развојот на егзоскелети е област на интерес на Министерството за одбрана. На крајот на краиштата, таквиот развој ќе ги зголеми можностите и физичките способности на војникот. Во иднина тие сакаат да ги користат овие технологии на вселенски летала, како и во машини за нуркање до екстремни длабочини за истражување.

Како сето тоа започна?

Воениот егзоскелет стана вообичаен во фантастичен свет. Сме виделе такви уреди во видео игри, филмови и цртани филмови, но овие „костуми“ неодамна беа развиени. Првиот беше претставен во светот со американските воени технологии во 60-тите години на дваесеттиот век. Но, тој беше толку тежок и неподвижен што мораше да се исклучи можноста за негова вистинска употреба. General Electric и United States Military го затворија проектот без да постигнат позитивни резултати. Неодамна се појавија примероци кои беа успешно користени. Егзоскелетот се покажа позитивно Руско производство. И други земји развиваат костими: САД, Израел, Јапонија. Што мислите, кои сили се натпреваруваат една со друга во овој развој? Честа да го носи името „воен егзоскелет“ досега им беше доделена на развојот на САД и Руската Федерација!

„Exosuit“ денес

Егзоскелет се наоѓа во различни игри: „Stalker“, „Warface“, „Starcraft“, „Crisis“ и други. Но, во реалноста, овие одела само се развиваат. Во нашата земја, овој нов производ го развива Механичкиот истражувачки институт на Московскиот државен универзитет под логото ExoAtlet. Во Америка паралелно се развиваат две возила: лесната пешадија „Hulk“ од компанијата Locked Martin и повеќенаменскиот тежок „XOS-2“ од производителот Raytheon.

Голем број информации за случувањата се затворени. Но, човечката биомеханика кај нас сака да го пушти уредот на отворен пазар. Наскоро ќе се појави скелет за медицински цели.

Медицински егзоскелет

Се планира системи од руско производство да се користат во медицината. Ова ќе ги поттикне луѓето кои се врзани со синџири инвалидска количка. Човечката биомеханика се обидува да воведе такви уреди во процесот на рехабилитација. Тие ќе извршуваат неколку функции истовремено:

• замена за инвалидска количка;
• симулатор за луѓе со мускулно-скелетни заболувања;
• средство за социјална и емоционална рехабилитација.

Сопственикот на таквата технологија ќе може да се движи самостојно, па дури и да се ослободи од проблемот да гледа „од дното нагоре“.

Спасувачка верзија на оделото за итни случаи

Воениот егзоскелет беше дизајниран да реши неколку проблеми:

• носење товари кои се многу тешки за луѓето на долги растојанија;
• деминирање на областа;
• учество во антитерористички операции;
• ликвидација на последиците катастрофи предизвикани од човекоти природни катастрофи;
• анализа на уривања и урнатини;
• гаснење пожари кога снабдувањето со воздух во апаратот за дишење на спасувачот е ограничено, итн.

Што е модерен костим за суперхерој?

Егзоскелетот од руско производство е направен во форма на рамка која се наоѓа зад грбот на сопственикот. На едната страна од телото има и две потпори за раката и ногата. Уредот нема екстремитети кои делуваат како рака. Домашниот развој се разликува од неговиот прекуокеански колега. Нашиот уред е пасивен по природа. Не е опремен со серво, односно движењето се врши поради мускулната моќ на сопственикот на уредот.

Но, меѓународната заедница смета дека нашиот развој е многу поперспективен од американска гледна точка масовна апликација. „ExoAtlet“ му овозможува на борецот да носи товар тежок околу сто килограми. Целата поента е дека тежината на рамката е правилно распределена. Таквото решение ги намалува трошоците за производство на егзоскелети за десетици пати, што овозможува опремување големо количествоборци.

Во странство еквивалент

Вграден во американскиот развој голем број наелектроника и батерии. Покрај високата цена, постои уште еден проблем во западните дизајни - автономијата. Инженерите се погрижија системот да работи 72 часа. Но, наскоро се поставува прашањето за полнење или замена на единицата за напојување (батерија), бидејќи во теренски условиОва е многу проблематично, а понекогаш и невозможно!

Критичарите видоа уште еден проблем со американскиот HULK. Што треба да направи војникот ако структурата е испразнета и нема начин да се врати енергетскиот ресурс? Дизајнерите тврдат дека оваа ситуација воопшто не е проблем. Овие воени роботи можат лесно да се преклопат, претворајќи ги во еден вид ранец. Но, таков робот тежи околу 25 килограми. Значи, што треба да направи бранителот: да се откаже од скапиот развој или да носи уште 25 килограми вишок тежина, не сметајќи ги тие 100 килограми багаж?

Одржливост на HULC

Во услови на терен, доверливоста и поправливоста на оваа опрема, исто така, покренува голем број прашања. За воена опрема, овие параметри се многу важни. На пример, тоа би било ефективно Оружје, ако се спротивстави на негативни фактори, а војникот може да го поправи со импровизирани средства за време на операцијата. Не се знае како ќе се однесува незаштитената електроника на американскиот колега во услови на мраз или прашина. За да се оневозможи борец со такво „нешто“, доволно е да се пука со огнено оружје во структурен, моќен или хидрауличен елемент. Како резултат на тоа, суперкостумот ќе се претвори во тежок баласт. Не е можно да се поправи такво нешто на терен поради зголемената технолошка сложеност.

Руски егзоскелет

ВО домашна верзијанема проблем со напојувањето. Нашиот „ExoAtlet“ е ограничен само од физичките можности на борецот. Уредот не се отстранува физичка активностод воин, но ви овозможува да носите до 100 кг опрема и оружје. Нашиот развој не носи товар, тој му помага на човекот да ја изврши оваа функција. Воените случувања се единствени. Инженерите се погрижија ExoAtlet да тежи само 12 кг. Ова е една од неговите предности. На крајот на краиштата, во борбени услови, секој грам е важен. Мораме да разбереме дека вишокот килограми ги успорува перформансите на борецот. Ова негативно влијае на ефикасноста на воинот. И леснотијата на таков дизајн е очигледен плус.

Воената употреба на ExoAtlet се должи и на фактот дека хидрауликата и електрониката се отсутни. Уредот е едноставна и лесна метална структура. На крајот на краиштата, колку е поедноставна опремата, толку помалку негативни фактори влијаат на неа, било да е дефект или тежок климатски услови. Поправките исто така ќе бидат многу полесни. Нашите програмери создадоа скелет во кој практично нема што да се оштети. И многу е полесно да се врати механиката во битка отколку електрониката. Поради овие фактори домашниот развојмногу посигурен од западните аналози.

Едноставно, во одбраната на нашата земја наскоро ќе се појават едноставни и исплатливи воени роботи. Во меѓувреме, западните дизајнерски инженери продолжуваат да си ја чешаат главата. Мора да поминат долги дестинациимодификации и подобрувања на вашето дете. Неодамна, HULC учествуваше во армиските тестови, но, за жал, резултатите беа разочарувачки. Затоа, воената младина на Соединетите Држави нема наскоро да видат егзодус на своите раменици.

Историјата на создавањето на „ExoAtlet“

• 2011 година - Научниците од МСУ го добија тендерот на Министерството за вонредни ситуации за развој на скелетот. Во следните години, тимот создава пасивни и активни уреди. Пасивниот не се плашеше од оган, тежеше 12 кг и поднесуваше тегови до 100 кг. Active му овозможи на борецот да крене тежина до 200 кг.
• 2013 година - тим од научници се одвои за развој на ExoAtleta за медицински цели. Нивното мото беше дека вистинските луѓе ќе се шетаат во егзоскелети.

• 2014 - Институтот за истражување на државниот универзитет во Москва ја добива главната награда од Startup Village. Тимот стана жител на Сколково, а исто така влезе во првите пет финалисти на натпреварот Генерација С и се натпреваруваше на Олимпијадата во Сочи во роботика. Следно беше презентација на развојот во Сингапур и преговори со главниот рехабилитатор во земјата.
• 2015 година - прва продажба. Архангелск регионкупи 6 одела за истражување и тестирање. Истата година се случи првото патување на Блискиот Исток. На саемот X Venture во Казан, тимот го освои првото место во категоријата висока технологија.
• 2016 - ExoAtlet го премина Атлантикот и ги освои американскиот и азискиот пазар. Програмерите на скелети оваа година ја поврзуваат со истрел од сигнален пиштол. Во Русија започнува продажбата на уреди, а започнуваат и сериозни клинички студии.

„ЕгзоАтлет“ дома

Нашиот „спортист“ е дизајниран на таков начин што целосно го репродуцира одењето на сопственикот. Но, тоа не значи дека процесот ќе се спроведе без учество на сопственикот. Ова движење може да се спореди со возење велосипед. Човек ќе мора да се навикне на контролите. Со таква опрема, треба повторно да научите како да одржувате рамнотежа и да ги правите првите чекори еден по друг. Овој процес трае од неколку часа до неколку дена. Постапката за учење да се контролира егзоскелетот се одвива во клиниката, каде што уредот е прилагоден на личните параметри на сопственикот:

• ширина на карлицата;
• висина на грбот;
• должина и пропорција на нозете.

Нормално, сè се одвива под надзор на лекар, кој врши целосна проверка на телото пред секој тренинг. Следно, пациентот има право да спроведе обука и рехабилитација дома, но повторно под надзор. Роботот снима телеметриски податоци и ги пренесува до центарот за следење.

Ако 'рбетниот мозок беше повреден релативно неодамна, тогаш постои шанса да се избегне попреченост. Но, овој „златен час“ не трае долго. Колку побрзо пациентот застане на нозе и го направи првиот чекор со помош на ExoAtlet, толку се поголеми неговите шанси да ги врати моторните функции и да се врати во нормален живот. Но, важно е да се запамети дека процесот на рехабилитација е различен за секого и зависи од виталните ресурси на повреденото лице.

Во случај на целосно губење на моторните функции, ExoAtlet ќе стане делумна замена за инвалидска количка. Треба да се разбере дека нема да можете да поминувате денови во костум, бидејќи ова е средство за рехабилитација. Секојдневниот тренинг во одело ќе замени тројца физиотерапевти одеднаш, а исто така суштински ќе го промени квалитетот на животот на парализираните пациенти. Егзоскелетот ќе им помогне на луѓето да почнат да одат. Одење ќе доведе до значително подобрена вентилација на белите дробови, артериски притисокќе се врати во нормала, подвижноста на зглобовите ќе се зголеми, инфекциите на уринарниот тракт ќе исчезнат, исхраната ќе се обнови внатрешни органии мускулите, а ќе се подобри и функцијата на цревата. Сето ова е физиолошки ефект.

Не помалку важни се емоционалните и психолошките аспекти во животот на инвалидите. Кога користеле ExoAtlet, парализираните луѓе забележале дека им се подобрило расположението и односот кон светот околу нив. Нивните животи почнаа да се исполнуваат со бои, позитивни впечатоци и емоции. Тие добиваат нова сила. Сега тие се способни да комуницираат на еднаква основа со луѓето околу нив. Оган и интерес за животот се појавуваат во очите на пилотите на ExoAtlet. Велат дека зад нив не стои електроника и батерија, туку пар технолошки напредни крила.

Јапонски HAL

Во земјата на изгрејсонцето, човечката биомеханика не стои. Научниците од јапонската експериментална лабораторија развија хибриден помошен екстремитет. Денес на островот го користат луѓе со инвалидитет. Развојот и подобрувањето на овој костум се одвиваше на Универзитетот во Цукубина повеќе од 20 години! Денес Јапонците активно ја воведуваат HAL технологијата во медицината. Cyberdyne (сопственик на правата на егзоскелетот) има изнајмено повеќе од триста копии. Уште во 2013 година, пронајдокот доби сертификат за безбедност при употреба. Овој факт го отвори патот за уредот на светскиот пазар и исто така ја потврди неговата сигурност.

Сопственикот на модификацијата HAL-5 може да крева и преместува нешта и предмети што надминуваат пет пати поголема тежина од максималното оптоварување. природни услови. Овој пресврт во светот на технологијата и роботите во голема мера ја поедноставува работата на спасувачите и ликвидаторите од различни последици. Но, оваа модификација сè уште не е имплементирана.

Заклучок

Претходно сме виделе фантастични случувања во киното. Видовме егзоскелет во игрите („Stalker“), но не можевме ни да замислиме дека таквите технологии наскоро ќе станат достапни за просечниот човек. Во 2017 година се вршат активни тестови на полето на контролирање на оделото со моќта на мислата. Нашите научници сега се обврзани да предаваат операционен системведнаш прочитајте ги мислите на операторот. Проблемите со автономијата на батериите постепено се решаваат, бидејќи руското Министерство за одбрана планира да започне со купување на такви уреди на почетокот на 2020 година. Можеме само да ги чекаме нашите светли глави на Истражувачкиот институт за механика на Московскиот државен универзитет.

Денес во Русија нема пазар за слични производи. Допрва треба да го создадеме. Останува отворено прашањето дали инженерите и дизајнерите ќе ја доведат својата идеја до совршенство. Домашниот тим на ExoAtlet ќе треба да реши огромен број сложени прашања: синхронизирање на читањето на пулсот и одговорот на опремата, зголемување на капацитетот на батеријата, намалување на нејзината тежина и многу повеќе. Овој тренд зема замав во светот и станува се попопуларен. Растат и натпреварувачите, кои спроведуваат огромен број тестови. Експертите веќе го проценија европскиот пазар на егзоскелет на една и пол милијарда евра. Да им посакаме на руските програмери многу среќа, креативен успех и понатамошни откритија и откритија на нивниот тежок креативен пат!

έξω - надворешен и σκελετος - скелет) - уред дизајниран да ја зголеми човечката сила поради надворешната рамка.

Егзоскелетот ја следи човечката биомеханика за пропорционално да го зголеми напорот за време на движењето. Според извештаите на отворениот печат, во моментов се создадени вистински работни примероци во Јапонија и САД. Егзоскелетот може да се интегрира во вселенски костум.

Приказна

Првиот егзоскелет беше заеднички развиен од Џенерал Електрик и војската на Соединетите Американски Држави во 60-тите години и беше наречен Хардиман. Тој можеше да крене 110 кг со сила на кревање од 4,5 кг. Сепак, тоа беше непрактично поради неговата значителна маса од 680 кг. Проектот не беше успешен. Секој обид да се користи целосен егзоскелет резултираше со интензивно неконтролирано движење, што резултираше со тоа што никогаш не беше тестиран со лице внатре. Понатамошните студии се фокусираа на едната рака. Иако требаше да крене 340 килограми, неговата тежина беше три четвртини од тон, што е двојно повеќе од неговата способност за кревање. Без да се спојат сите компоненти за да работат практична употребаПроектот на Хардиман беше ограничен.

Насоки за развој

Главната насока на развој е воена апликацијаегзоскелети. Целта е да се создаде оклоп што се комбинира огнена моќи тенковски оклоп, човечка подвижност и брзина, и значително зголемување на силата на оној што го користи егзоскелетот.

Друга можна област на примена на егзоскелети е помагање на повредени лица и лица со посебни потреби, стари лица кои поради возраста имаат проблеми со мускулно-скелетниот систем.

Модификациите на егзоскелетите, како и нивни поединечни модели, може да им пружат значителна помош на спасувачите при расчистување на урнатините од урнати згради. Во овој случај, егзоскелетот може да го заштити спасувачот од остатоци што паѓаат.

Во денешно време, голема пречка за започнување на изградбата на полноправни егзоскелети е недостатокот на соодветни извори на енергија кои би можеле да и овозможат на машината да работи автономно долго време.

Во популарната култура

• Во играта „C&C: Red alert 3“ сите 3 страни имаат егзоскелети. За СССР тоа е одело на оператор на персонален компјутер Tesla, за Алијансата е одело на Cryo (Chrono) - Легионер, а за Империјата е одело на борбени ангели. Во претходните делови од серијата, егзоскелетите исто така често се користат доста широко.
• Концептот на оклоп со егзоскелет за прв пат беше наведен во романот Том Свифт и неговиот млазен марин ( Англиски), објавена во 1954 година.
• Во романот „Маглината Андромеда“ (1957) на И.
• Хероите од романот на Роберт Хајнлајн, Starship Troopers (1959) користат оклопни борбени костуми со интегрирани егзоскелети кои им овозможуваат да трчаат и да скокаат до големи височини користејќи вградена ракетни моториопремени со разновидно оружје и друга опрема.
• Во романот „Фијаско“ на Станислав Лем (1987), пилотот Ангус Парвис е во потрага по исчезната група на луѓе, која вклучува еден од редовните херои на Лем, пилотот Пиркс. За пребарување, Парвис користи џиновски хуманоиден егзоскелет („голем шетач“) - Диглатор.
• Во универзумот Warhammer 40.000, егзоскелетите (или подобро, моќниот оклоп теоретски еквивалентен на нив) ги користат борбените браќа на вселенските маринци, како и сестрите на битката. И трупите на империјата Тау користат цела линијаегзоскелети. Извиднички XV15, XV25, со маскирни полиња, шок XV8 „Криза“, опремен со млазни мотори и широк опсегоружје, огнена поддршка егзоскелети XV88 „Broadside“ (всушност, поради големината (3 метри во висина) и присуството на кокпит, XV8 „Crisis“ и XV88 „Broadside“ не можат да се сметаат за егзоскелети, иако имаат сличен име на XV15 и XV25 „борбен костум“ „(борбен костим)), опремен моќно оружјеи експерименталната команда егзоскелет XV22.
• Во универзумот StarCraft, пешаците од Terran (како и воините на Protoss) носат егзоскелети.
• Во универзумот на игри од серијата Fallout, можете да користите и „моќен оклоп“; за напојување на овој оклоп се користи минијатурен нуклеарен реактор. Ја зголемува класата на одбрана на ликот и неговата сила.
• Игрите „Операција Тивка бура“ и „Операција Тивка Бура: Сентинели“ се базирани на алтернативна историјаВтората светска војна, каде што беше вклучен списокот на реално постоечко оружје од тие години борбени егзоскелети„Panzerkleins“ (искривен германски. мали тенкови), способен да носи различно оружје ( авионски топовиШКАС, противтенковска пушка итн.).
• Во анимираната серија Echo Platoon, главниот тип на воена опрема се ехо авионите, кои во суштина се егзоскелети.
• Идејата за егзоскелет се користи во компјутерската игра S.T.A.L.K.E.R. “, неговиот приквел „S.T.A.L.K.E.R.: Clear Sky“ и продолжението „S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat“. Надворешната рамка ви овозможува да носите повеќе работи, дополнителниот оклоп обезбедува дополнителна заштита од физичко оштетување, но поради тежината и обемноста на структурата, брзото трчање станува невозможно. Меѓутоа, со соодветно подобрување, трчањето станува возможно.
• Стрип-херојот на Marvel „Iron Man“ создава серија егзоскелети врз основа на минијатурниот реактор што тој го измислил. Овие егзоскелети се способни за лет и се опремени со различни оружја и уреди.
• Во филмот „Фрлање на кобра“ (инж. Г.И. Џо: Подемот на Кобра) главните ликови користат егзоскелети (идентични на оние претставени во играта „Crysis“).
• Во филмот „Област бр. 9“ главен карактер, бегајќи од прогон, користи вонземски егзоскелет, иако таквата опрема, по природата на нејзината интеракција со операторот, може да се изедначи со лесен резервоар контролиран од умот.
• Во играта „Crysis“ и нејзиното продолжение, специјалниот одред е облечен во егзоскелети (со малку поинаков принцип на работа: има механички засилувачи, но наместо конвенционален оклоп, се користи нано-технолошки оклоп). Тие имаат зголемена сила, способност да станат невидливи, како и голем број стимулирачки адитиви кои можат да ја зголемат силата и брзината на човекот неколку пати. Користењето на функционалноста на костим за егзоскелет е клучен елемент на механиката на играта во компјутерската игра „Crysis“.
• Во играта „Оддел 8“, војниците (без разлика што играат како борец од Секторот 8 или бунтовник) се облечени во егзоскелети. Имаат зголемена сила, зголемена брзина, можност за летање до неколку метри и можност за користење на секаква опрема (тенкови, пиштоли, роботи).
• Во компјутерската игра „Chaser“ постои мисија која целосно е извршена во егзоскелет. Во играта, ова е прилично гломазен и бавен дизајн, што се компензира со фактот дека носи моќно оружје - митралез и фрлач на гранати. Освен за воени операции, егзоскелетот не е наменет за ништо друго - двете „раце“ се всушност држачи за пиштоли. Вреди да се одбележи дека дејството се одвива на Марс.
• Во универзумот на играта „Хало“ главен карактер Master Chief (John-117) го носел егзоскелетот Mjolnir, кој исто така бил вселенски костим.
• Во серијата игри Bet on Soldier, егзоскелетот беше една од главните борбени единици.
• Во Metal Gear Solid, егзоскелетот го користи Grey Fox.
• Во филмовите „Матрикс. Reloaded“ и „The Matrix. Револуцијата“ луѓето користат егзоскелети APU (Оклопни персонални единици) за да го заштитат Зеон.
• Во филмот Аватар егзоскелетите се користат и за воени цели.
• Во филмот „Вонземјани“, поручникот Елен Рипли користи натоварувач со егзоскелет во последната битка против мајката Алиен.
• Во играта „Вонземјанин против предатор“ трупите на Земјата го користат борбениот егзоскелет „Алиса“.
• Во онлајн играта Total Influence, платениците користат егзоскелети Tank Armor и FEA (Female Exo Armor).
• Во играта Killzone 3, една од мисиите е завршена со помош на егзоскелет кој има вградено оружје и џет пакет.
• Во играта Vanquish, главниот лик носи егзоскелет опремен со млазен акцелератор и систем за временско проширување.
• Во филмот „Деца на шпиони. Цело време во светот“ главниот лик користи „чекан раце“ и „раце за газење“ што се користат за зголемување на физичката сила.
• Во книгите од серијата „Антички“ на Сергеј Тармашев, Комонвелтот користи вселенски егзоскелети како борец. (100 егзоскелети на Титан се на бродовите од класата Immutable).
• Во компјутерската игра F.E.A.R. 3, во некои поглавја има можност да се користи оклопен робот, кој е егзоскелет.
• Во компјутерската игра Хром, сите војници се опремени со егзоскелет.
• Во компјутерската игра Red Faction: Armageddon, главниот лик може да го контролира егзоскелетот L.E.O., опремен со тежок митралез и ракетен фрлачи способен да удира со левата „рака“.
• Во компјутерска игра Масовен ефектсе користат 3 борбени роботиАтлас, кој е егзоскелет, е и оклоп на капетан Шепард, кој делумно е егзоскелет (способност да се вградува во адреналински модул, модул за подобрување на силата итн.)
• Во компјутерските игри Паркан и Паркан 2, егзоскелетите се користат во борбени одела.

исто така види

Белешки

Врски

• [email protected]: Американците се подготвени да стават пешадиски егзоскелети на подвижната лента
• Костум за помош за носење напојување
• Ирска On-line: Јапонец во инвалидска количка изгледа како одело на робот (англиски)
• Градење на вистинскиот железен човек
• Пентагон ќе развива супер одела
• inventors.about.com - Exoskeleton (англиски)
• LIFESUIT Роботски егзоскелет

Филмографија

• „Од научна гледна точка. Направи ме супермен“ Гола наука. Направи ме натчовечки ) е популарен научен филм произведен од National Geographic во 2010 година.

Фондацијата Викимедија. 2010 година.

Со текот на времето, зборовите добиваат ново примарно значење, а она што се појави прво постепено исчезнува во позадина. Егзоскелетот е, пред сè, надворешен типскелет кај некои безрбетници. Меѓутоа, сега во главите на луѓето овој збор евоцира слика не на рак, туку на лик од некои научно-фантастичен филм.

Првиот аналог на егзоскелетот како механизам беше предложен од рускиот пронаоѓач Николас Јагин (во документот тој се нарекува „субјект на Руската империја, Николас Јагн“) уште во 1890 година. Барем тогаш го доби соодветниот патент за „апарат за олеснување на одење“. Уредот овозможи да трча побрзо, да скока повисоко и помалку да се заморува. „Егзоскелетот“ на Јагин немаше активни засилувачи, а гасот се користеше за зголемување на потисната сила. Патем, неговиот модерен аналог може да се нарече таканаречени „скокачи“.

Околу 70 години подоцна, се појави првиот егзоскелет во неговата сегашна смисла. Дизајнот беше развиен со заеднички напорЏенерал Електрик и американската војска. Моделот Хардиман не се одликуваше со својот елегантен изглед: тој беше масивен и тежок механизам, способен да подигне огромна тежина. Техничките тешкотии не дозволија развој на проектот, кој беше затворен дури и пред тестирањето со човечко учество: работеа поединечни компоненти, но во форма на склопен егзоскелет претставуваше закана за тестерот.

Идејата за создавање такви уреди продолжи да ги возбудува умовите на научниците и инженерите, но за долго времеТие не можеа да произведат ништо вредно или практично. До неодамна, најинтересните примероци можеа да се видат само во научно-фантастични филмови. Тие се вклучени во првиот дел од нашите врвни егзоскелети и егзокостуми.

Фантастично, и ништо повеќе

1. Моќен натоварувач Caterpillar P-5000од филмот „Вонземјани“ од 1986 година. Беше замислена да биде машина со четири екстремитети, но по објавувањето на Star Wars: Episode V - The Empire Strikes Back, Џејмс Камерон мислеше дека премногу личи на AT-AT што оди. Резултатот беше двоножен егзоскелет кој стана прототип за AMP (Mitsubishi MK-6 Amplified Mobility Platform) од Avatar од 2009 година.

Платформа за засилена мобилност на Mitsubishi MK-6

P-5000 е толку вреден работник, способен да ја зголеми силата на човекот илјадници пати и да подигне товар до четири тони. Водородна батерија се користела како извор на енергија, а имало три мотори за движење на лифтот и долните екстремитети. И денес, таков механизам, измислен пред неколку децении, ако се појавеше, ќе станеше одличен асистентлуѓе во претпријатијата. И неговиот дизајн, како и неговите можности, не изгледа толку фантастично.

Патем, покрај P-5000, во „Вонземјани“ (во целата франшиза) има уште еден пример на егзоскелет - тоа се, всушност, самите ксеноморфи во некои фази од нивниот живот.

2. Оклопна единица за персонал (APU)од култната трилогија „Матрикс“. Уредите за прв пат се видени во филмот „The Matrix Reloaded“, а во акција може да се видат во „Revolution“: двата филма беа објавени во 2003 година во пролет и есен, соодветно. Според историјата на измислениот свет, беа ослободени вкупно 120 илјади од овие чудовишта, од кои нешто повеќе од триста останаа во активна состојба.

За разлика од P-5000, APU беа борбени единици со два митралези со брз оган од 30 mm - по еден на секој горен екстремитет. ДО слабостимеханизмите вклучуваат недостаток на заштитена пилотска кабина и потребата рачно да се наполнат пушките со учество на луѓе. Во првиот случај, одлуката беше диктирана од желбата на дизајнерите да ги прикажат ликовите на филмот, а не да ги кријат зад стакло и метал. Иако самите механизми не беа особено силни, бидејќи тие мораа да бидат многу маневрирачки. Тие се најдоа во нашиот врв благодарение на спектакуларните снимки од нивното учество за време на битката кај Сион (Сион).

3. Серија на костими Означи, која ја развива компанијата на Тони Старк Старк индустрис, се рангираше на 16-то место меѓу 25-те најголеми измислени корпорации во светот. Инаку, првото место на ова рангирање му припаѓа на CHOAM од универзумот Dune, 20 место е Cyberdyne Systems Corp., тажно познат по создавањетотерминатори.

Изборот на еден модел на Iron Man меѓу десетици изгледа како неблагодарна задача, па поради севкупната плодност на Stark Industries и различноста, ова место ќе им го дадеме на Marks. Сепак, особено популарни се оние што се појавија во филмската франшиза: црвено-златното одело е познато и познато на речиси сите. Мултифункционалниот уред не само што значително ги подобрува способностите на една личност, туку и му овозможува да лета.

Тој користи нуклеарен реактор и одбивачи како извор на енергија, кои исто така се наоѓаат во " Војна на ѕвездите" Ова е најфантастичниот егзоскелет претставен во нашиот рејтинг. Технологиите што се користат во него се далеку од имплементација во реалноста и не може да се очекува појава на аналози во догледна иднина.

4. За разлика од оделата Mark од Stark Industries, егзоскелет на ликот на Мет Дејмон по име Максод научно-фантастичниот филм „Elysium: Heaven Not on Earth“ веројатно е претендент за создавање на модел од „реалниот живот“. Точно, има некои нијанси: директно се поврзува со телото на носителот (вклучувајќи го и мозокот), претворајќи ја личноста во еден вид киборг. Инаку, ова е одличен пример како технологијата може да се искористи за да се спасат луѓето од болести и да се направат посилни и побрзи.

Според експертите, оделото на Макс функционира на приближно истите принципи како и постоечките модели и прототипови. Секако дека е полесен, има повеќе степени на слобода, а во неговиот случај нема проблем со напојувањето. Главната пречка е создавање на ефикасен и безбеден интерфејс човек-компјутер кога двата ќе станат едно. Еден ден ова ќе стане реалност.

5. Борбена јакнаод научно-фантастичниот акционен филм „Edge of Tomorrow“ со Том Круз во главна улога. Егзоскелетот нема никакво „трговско“ име и е една од модификациите на стандардната муниција за идните војници. Како борбена опрема се користат и многу вистински „буриња“ - FN SCAR-H (Mk 17) со фрлач на гранати FN EGLM (Mk 13) - и непостоечки (автотоп монтиран на рамо и ракетен фрлач со 16 кругови).

Ако сме пребирливи, во вистинска битка, оделото на мајорот Вилијам Кејџ нема да биде толку ефективно како што би сакале. Може да се користи само во борба со лесно вооружен непријател: нема оклоп и првиот залутан куршум ќе биде последен. Сепак, не сите армии кои учествуваат во борбени операции денес користат панцир или друга лична заштитна опрема за своите војници.

Егзоскелетот Combat Jacket е пример за тоа што може да им биде достапно на некои армии во многу блиска иднина. Инаку, моделите што ги носат Том Круз и Емили Блант се склопени од многу елементи и не се целосни реквизити. Според модниот дизајнер кој ги склопил егзотимите за снимање, секој од нив се состои од 350-400 делови.

Без да гледаме во иднината

Следниве се пет примероци од постоечки егзоскелети кои се тестираат или користат од војската, граѓански организацииили медицински установи. Некои карактеристики на дизајнотОвие уреди се позајмени од научно-фантастичната литература и кино: не е тајна дека многу од гаџетите што моментално постојат во минатото не беа ништо повеќе од слики во главите на пронаоѓачите, писателите и сонувачите.

1. Првото место му го даваме на егзоскелетот, чија потреба е навистина очигледна. Систем ReWalkВеќе е во шестата верзија и е комерцијален производ. Неговата цена може да изгледа недостижна за многумина: еден примерок ќе чини приближно 85 илјади долари.Првично беа објавени два модели на уредот: едниот го користеа медицинските установи за истражување и терапија под надзор на лекарите, вториот беше наменет за лична употреба.

Егзоскелетот ReWalk им помага на пациентите кои поради една или друга причина не можат да се движат самостојно. Системот се состои од „ранец“ со тежина од 2,3 кг, во кој се сместени батеријата и компјутерот со Windows, и „нозе“ со вкупна тежина од 21 кг. Капацитетот на батеријата е доволен за три часа континуирано пешачење, а потребни се околу осум часа за полнење.

Уредот, кој е изработен по нарачка, работи во три режими: поддржува лице додека оди, седи и стои. Некои корисници се жалат на прекумерната тежина на системот и неговата висока цена (во САД осигурувањето не ги покрива трошоците за купување на егзоскелет).

Аналог на ReWalk е проектот Индего, кој се уште не е достапен за купувачите и се користи во истражувачки целии медицинските установи. Неговата продажба може да започне во 2015 година. Има и други проекти насочени кон рехабилитација на лица со мускулно-скелетни нарушувања.

2. Егзоскелет Рексможе да се класифицира како „Очигледно - неверојатно“. Не само што им дава сила на мускулите кои не можат да се контрахираат, туку се контролира и преку мислите. Првото целосно парализирано лице кое било ставено на вентилатор е 21-годишниот Роб Кам, кој бил хоспитализиран во 2013 година. автомобилска несреќа. Поранешниот спортист не се откажа и продолжи да води активен живот (во согласност со неговите можности). Како резултат на тоа, тој успеа да преземе неколку речиси независни чекори.

За да го поставите егзоскелетот во движење, се користи специјален шлем со 79 електроди, кој зема читања на мозочната активност и ги трансформира во команди за машината. Очигледно е дека првите чекори на Роб му се даваат со голема тешкотија, но предвиденото млад мажможноста го возбудува.

Произведени се вкупно 17 такви механизми. Тие се достапни само во медицински установи.

3. Човечки универзален носач на товар (HULC)се развива од Ekso Bionics (која исто така произведува системи за медицинска употреба). Уредот е наменет за војската и во иднина ќе му овозможи на лицето да носи товар со тежина од околу 90 кг со брзина до 16 km/h (ова е малку под просечните перформанси на трчање) на растојание од приближно 20 km. При кревање и носење тешки предмети, егзоскелетот го презема целиот товар, во спротивно би имало опасност од повреда на операторот.

Па, кој од нас не сакаше постојано да ни стои на располагање одело? супер херој? На пример, ќе облече одело од истоимениот стрип на Марвел, „Iron Man“ и за неколку секунди ќе ја надмине брзината на звукот или со едната рака ќе ја преуреди куќата, или, во како последно средство, спаси ја Земјата од уништување. „Фантастика, научна фантастика и соништа“, вие ја отфрлате. Но, овие соништа не се толку далеку колку што мислите. Некои од овие фантазии веќе можат да се преточат во реалност со помош на егзоскелет.

Што е егзоскелет?

Егзоскелет (преведен од латински како „надворешен скелет“) - технички уред, кој е способен да ги зголеми физичките способности на една личност благодарение на рамката. Главната задача на егзоскелетот е да поддржува човечкото телокога е изложен на оптоварување, преземајќи го „главниот удар“ врз себе.

Егзоскелет за лица со посебни потреби.

Како изгледа егзоскелетот?

Структурата на надворешниот скелет се состои од главна обвивка направена од јаглеродни влакна и дополнителни тубуларни структури за рацете и нозете. Има и модели кои повеќе потсетуваат на вселенски костум. Внатре во уредот има сензори за притисок, со чија помош се јавува контрола.

Патем, егзоскелетите не се толку нова работа. Назад во 1890 година, рускиот инженер Николај Јагн регистрираше неколку патенти во оваа насока. Според неговата идеја, надворешниот скелет требало да им го олесни одењето и трчањето на воениот персонал. Николај Фердинандович можеше да го земе предвид потенцијалот на неговиот костум во воените работи. Писателите на научна фантастика дадоа посебен придонес во понатамошниот развој. Современите модели секако отидоа напред во нивниот развој, но опсегот на примена остана практично непроменет: воени и медицински апликации.

Напредокот не спие: човекот го освојува вселената и морските длабочини, технологијата станува сè пософистицирана, но тој сè уште не е во состојба да го победи времето и сите болести. Многу луѓе ширум светот се соочуваат со проблемот на ограничена подвижност. Покрај тоа, ова се однесува не само на постарите луѓе, туку и на децата и возрасните. Егзоскелетот ја враќа способноста за движење на оние кои го изгубиле.

Во воените работи, „надворешниот скелет“ доби многу поголем развој. Егзоскелетите им помагаат на војниците да освојуваат високи планини, носат товари, ги штитат војниците од шок и повреди. Најекономично развиени земјиактивно го финансираат развојот на егзоскелети. Јапонија беше особено успешна во ова, опремувајќи ги моделите со контролирани умови.

Иако модерни моделимногу полесни и поевтини од нивните прототипови, инженерите сè уште не успеале да ги решат сите проблеми.

1. Материјал. Научниците немаат на располагање многу материјали кои се погодни за основата на структурата. Челик и алуминиум се достапни, но не се погодни за долготрајна употреба. Алуминиумот го акумулира заморот, а челикот е тежок, што ја намалува ефективноста на „костимот“. Јаглеродните влакна се ефективни, но скапи.
2. Исхрана. Егзоскелетот може да се напојува со електрична мрежа (не најмобилната опција) или чанта со бензински мотор (незгодно, а исто така небезбедно во воените работи).
3. Контрола: Ненамерните или несаканите движења од страна на носителот често имаат катастрофални последици.

Само вчера, летот до Месечината беше сон на очајните писатели на научна фантастика, но денес астронаутите постојано „го постигнуваат невозможното“; неодамна користеа поштенски услуги за да комуницираат со роднините, а денес е доволно да користите мобилен телефон. Вчерашната фикција, митовите и неверојатните идеи денес се претвораат во реалност. Модерните егзоскелети можеби се уште се далеку од функционалноста на оделото на Тони Старк, но кој знае, можеби утре тие ќе ни го олеснат животот.

Егзоскелетот е надворешна рамка која му овозможува на човекот да изврши навистина фантастични дејства: крева тегови, лета, трча со голема брзина, прави огромни скокови итн. И ако мислите дека само главните ликови на „Iron Man“ или „Avatar“ имаат такви уреди, тогаш сте длабоко грешат. Тие се достапни на човештвото уште од 60-тите години. минатиот век; Покрај тоа, можете да научите како да составите егзоскелет со свои раце! Сепак, прво прво.

Егзоскелет: вовед

Денес можете лесно да си купите егзоскелет - слични производи произведуваат Ekso Bionics и Hybrid Assistive Limb (Јапонија), Indego (САД), ReWalk (Израел). Но само ако имаш дополнителни 75-120 илјади евра. Во Русија моментално се произведуваат само медицински егзоскелети. Тие се дизајнирани и произведени од компанијата Exoatlet.

Научниците од Џенерал Електрик и Воените корпорации на Соединетите Држави го направија првиот егзоскелет со свои раце уште во шеесеттите години на минатиот век. Се викаше Хардиман и можеше слободно да подигне во воздух максимално оптоварување од 110 кг. Лицето кое го ставило овој уред доживеало оптоварување во процесот, како да крева 4,5 кг! Само самиот Хардиман ги тежеше сите 680 килограми. Затоа и не беше многу баран.

Сите егзоскелети се поделени во три вида:

целосно роботизиран;

• за нозе.

Современите роботски одела тежат од 5 до 30 или повеќе килограми. Тие можат да бидат активни или пасивни (работат само по команда на операторот). Според нивната намена, егзоскелетите се делат на воени, медицински, индустриски и вселенски. Да ги погледнеме највпечатливите од нив.

Најимпресивните егзоскелети на нашето време

Се разбира, нема да биде можно да се соберат такви егзоскелети со свои раце дома во блиска иднина, но вреди да се запознаете:

• DM (машина за соништа). Ова е целосно автоматски хидрауличен егзоскелет кој е контролиран од гласот на неговиот оператор. Уредот тежи 21 кг и може да издржи лице со тежина до стотина тежина. Досега се користи за рехабилитација на пациенти кои не можат да одат поради болести на централниот нервен систем или други невромускулни заболувања. Приближната цена е 7 милиони рубли.
• Exo GT. Мисијата на овој егзоскелет е иста како и претходната - им помага на луѓето со патологии на моторните функции на нозете. Карактеристиките се слични на претходната, цената е 7,5 милиони рубли.
• ReWalk. Повикани уште еднаш да им дадеме раздвижување на лицата со параплегија. Уредот тежи 25 килограми и може да работи без полнење 3 часа. Егзоскелетот е достапен во Европа и САД за сума еквивалентна на 3,5 милиони рубли.
• РЕКС. Денес овој уред може да се купи во Русија за 9 милиони рубли. Егзоскелетот им дава на луѓето со парализа на нозете не само самостојно одење, туку и способност да стојат/седнат, да се вртат, да одат месечина, да се симнуваат по скали итн. REX се контролира со џојстик и може да функционира без полнење цел ден.
• HAL (Хибриден помошен екстремитет). Постојат две верзии - за раце и за раце/нозе/торзо. Овој изум му овозможува на операторот да крене тежина 5 пати поголема од границата за лице. Се користи и за рехабилитација на парализирани лица. Овој егзоскелет тежи само 12 килограми, а неговото полнење трае 1,0-1,5 часа.

Како да направите свој егзоскелет: Џејмс Хексмит Хобсон

Прво и чао единствената личностЛицето кое успеало да конструира егзоскелет надвор од лабораторијата е канадскиот инженер Џејмс Хобсон. Пронаоѓачот составил уред кој му овозможува слободно да крева 78 килограми пепел во воздух. Неговиот егзоскелет работи на пневматски цилиндри, кои се снабдуваат со енергија од компресор, а уредот се контролира со помош на далечински управувач.

Канаѓанецот не го чува во тајност својот изум. Можете да научите како да составите егзоскелет со свои раце следејќи го неговиот пример на веб-страницата на инженерот и на неговиот канал на YouTube. Сепак, имајте на ум дека тежината подигната од таков егзоскелет лежи исклучиво на 'рбетот на операторот.

DIY егзоскелет: груб дијаграм

Нема детални упатства за лесно склопување на егзоскелетот дома. Сепак, јасно е дека ќе бара:

• рамка, која се карактеризира со сила и мобилност;
• хидраулични клипови;
• комори за притисок;
• вакуум пумпи;
• напојување;
• издржливи цевки кои можат да издржат висок притисок;
• компјутер за контрола;
• сензори;
• софтвер кој ви овозможува да испраќате и конвертирате информации од сензори за потребна работавентили

Како грубо ќе функционира овој состав:

1. Едната пумпа мора да го зголеми притисокот во системот, а другата да го намали.
2. Работата на вентилите зависи од притисокот во коморите за притисок, чие зголемување/намалување ќе го контролира системот.
3. Распоред на сензори (против движењето на екстремитетите): шест - раце, четири - грб, три - нозе, две стапки (вкупно повеќе од 30).
4. Компјутерскиот софтвер треба да го елиминира притисокот врз сензорите.
5. Сигналите на сензорот треба да се поделат на условни (информациите од нив се корисни ако безусловниот сензор не „зборува“ за притисокот што го доживува) и безусловни. Условноста/безусловноста на овие елементи може да се одреди, на пример, со акцелерометар.
6. Рацете на егзоскелетот се со три прста, одвоени од рачниот зглоб на операторот, за да се спречи повреда и да се обезбеди дополнителна сила.
7. Изворот на енергија се избира по склопување и пробно тестирање на егзоскелетот.

Засега само на полето на рехабилитација веќе почнуваат да навлегуваат во нашите животи. Се појавуваат пронаоѓачи кои се способни да изградат таков уред надвор од лабораторијата. Сосема е можно во блиска иднина секое ученик да може да состави егзоскелет на Сталкер со свои раце. Веќе е можно да се предвиди дека таквите системи се иднината.