Hva er et eksoskjelett? Gjør-det-selv eksoskjelett: omtrentlig diagram. Nødredningsversjon av drakten

Ny moderne teknologi fyller livene våre med fantastiske oppfinnelser og dingser. Hver dag bruker vi husholdningsapparater som tidligere ikke ble ansett som noe annet enn science fiction. Internett, smarttelefoner, biler fylt med sensorer og autopilot er ting og fenomener som er kjent for oss og lyser opp livene våre. Det viser seg at militærindustrien driver den teknologiske utviklingen av menneskelig utvikling. For eksempel var mikrobølgeovnen først tilgjengelig for militæret, og deretter lærte sivilbefolkningen på planeten om det. Satellitter, datamaskiner og mye mer har kommet inn i livene våre. Et militært eksoskjelett vil snart bli tilgjengelig for oss.

Hva snakker vi om?

Etter å ha lest det siste avsnittet, ble mange overrasket eller til og med redde av ordet "eksoskeleton". Ikke få panikk, la oss finne ut av det og bestemme hva slags "dyr" dette er og hvorfor det er nødvendig.

Eksoskjelettet er den siste unike utviklingen av forskere innen et vitenskapsfelt som biomekanikk. Teknologien er laget i form eksternt system rammer, som er designet for å forbedre muskelstyrken til en person eller en android-robot. Dette begrepet er hentet fra biologi. Det refererer til det overfladiske skjelettet til virvelløse organismer. I fremtiden vil slik teknologi eliminere fysiske begrensninger i menneskelivet, så vel som i bruken av mekanismer. Militærteknologi og dens behov har nok en gang overgått alle forventninger. De sier at om 5-6 år vil forsvarsdepartementet i Den russiske føderasjonen ha spesialutstyr.

Du har allerede forstått og gjettet at utviklingen av eksoskeletter er interesseområdet til Forsvarsdepartementet. Tross alt vil en slik utvikling øke en soldats evner og fysiske evner. I fremtiden ønsker de å bruke disse teknologiene på romfartøy, samt i maskiner for dykking til ekstreme dyp for forskning.

Hvordan begynte det hele?

Det militære eksoskjelettet har blitt vanlig i fantasiverden. Vi har sett slike enheter i videospill, filmer og tegneserier, men disse "draktene" har først nylig blitt utviklet. Den aller første ble introdusert til verden av amerikanske militærteknologier på 60-tallet av det tjuende århundre. Men den var så tung og ubevegelig at muligheten for faktisk bruk måtte utelukkes. General Electric og United States Military avsluttet prosjektet uten å oppnå positive resultater. Prøver som har blitt brukt med hell har dukket opp nylig. Eksoskjelettet har vist seg positivt russisk produksjon. Andre land utvikler også kostymer: USA, Israel, Japan. Hvilke krefter tror du konkurrerer med hverandre i denne utviklingen? Æren av å bære navnet "militært eksoskeleton" har så langt blitt tildelt utviklingen i USA og den russiske føderasjonen!

"Exosuit" i dag

Et eksoskjelett finnes i forskjellige spill: "Stalker", "Warface", "Starcraft", "Crisis" og andre. Men i virkeligheten er disse draktene bare under utvikling. I vårt land utvikles dette nye produktet av Mechanics Research Institute ved Moscow State University under ExoAtlet-logoen. I Amerika utvikles to kjøretøy parallelt: det lette infanteriet "Hulk" fra Locked Martin-selskapet og den flerbruks tunge "XOS-2" fra produsenten Raytheon.

En stor mengde informasjon om utviklingen er stengt. Men menneskelig biomekanikk i vårt land ønsker å gi ut enheten for det åpne markedet. Et skjelett for medisinske formål vil snart dukke opp.

Medisinsk eksoskjelett

Russiskproduserte systemer er planlagt brukt i medisin. Dette vil styrke mennesker som er lenket til rullestol. Menneskelig biomekanikk prøver å introdusere slike enheter i rehabiliteringsprosessen. De vil utføre flere funksjoner samtidig:

• erstatning for rullestol;
• en simulator for personer med muskel- og skjelettsykdommer;
• et middel for sosial og emosjonell rehabilitering.

Eieren av slik teknologi vil være i stand til å bevege seg uavhengig og til og med bli kvitt problemet med å se "nedenfra og opp."

Nødredningsversjon av drakten

Det militære eksoskjelettet ble designet for å løse flere problemer:

• bære last som er svært tung for mennesker over lange avstander;
• minerydding av området;
• deltakelse i antiterroroperasjoner;
• avvikling av konsekvenser menneskeskapte katastrofer og naturkatastrofer;
• analyse av kollaps og steinsprut;
• slokking av brann når lufttilførselen i redningsmannens pusteapparat er begrenset, etc.

Hva er et moderne superheltkostyme?

Det russiskproduserte eksoskjelettet er laget i form av en ramme plassert bak eierens rygg. Det er også to støtter for arm og ben på den ene siden av kroppen. Enheten har ingen lemmer som fungerer som en hånd. Den innenlandske utviklingen skiller seg fra dens utenlandske motpart. Enheten vår er passiv av natur. Den er ikke utstyrt med servoer, det vil si at bevegelsen utføres på grunn av muskelkraften til eieren av enheten.

Men det internasjonale samfunnet mener at utviklingen vår er mye mer lovende fra amerikansk ståsted masseapplikasjon. "ExoAtlet" lar en jagerfly bære en last som veier rundt hundre kilo. Hele poenget er at vekten på rammen er riktig fordelt. En slik løsning reduserer kostnadene ved å produsere eksoskjeletter med titalls ganger, noe som gjør det mulig å utstyre stor kvantitet jagerfly.

Tilsvarende utenlands

Innebygd i den amerikanske utviklingen et stort nummer av elektronikk og batterier. I tillegg til de høye kostnadene, er det et annet problem i vestlige design - autonomi. Ingeniører sørget for at systemet fungerer i 72 timer. Men snart oppstår spørsmålet om å lade eller bytte ut strømforsyningsenheten (batteri), fordi i feltforhold Dette er veldig problematisk og noen ganger umulig!

Kritikere så et annet problem med amerikanske HULK. Hva skal en soldat gjøre hvis strukturen er utladet og det ikke er mulig å gjenopprette energiressursen? Designerne hevder at denne situasjonen ikke er et problem i det hele tatt. Disse militærrobotene kan enkelt brettes sammen og gjøre dem om til en slags ryggsekk. Men en slik robot veier rundt 25 kg. Så hva skal forsvareren gjøre: forlate den dyre utviklingen eller bære ytterligere 25 kg overvekt, ikke medregnet de 100 kg bagasje?

HULC vedlikeholdbarhet

Under feltforhold reiser påliteligheten og reparerbarheten til dette utstyret også et stort antall spørsmål. For militært utstyr er disse parameterne svært viktige. For eksempel vil det være effektivt våpen, hvis den motstår ugunstige faktorer, og soldaten kan reparere den med improviserte midler under drift. Det er ukjent hvordan den ubeskyttede elektronikken til den amerikanske motparten vil oppføre seg i frost- eller støvforhold. For å deaktivere en jagerfly med en slik "ting", er det nok å skyte et skytevåpen mot et strukturelt, kraft- eller hydraulisk element. Som et resultat vil superdrakten bli til tung ballast. Det er ikke mulig å reparere noe slikt i felten på grunn av dens økte teknologiske kompleksitet.

Russisk eksoskjelett

I innenlandsk versjon ikke noe problem med strømforsyningen. Vår "ExoAtlet" er bare begrenset av jagerflyets fysiske evner. Enheten fjernes ikke fysisk aktivitet fra en kriger, men lar deg bære opptil 100 kg utstyr og våpen. Vår utvikling bærer ingen byrde, den hjelper en person med å utføre denne funksjonen. Militær utvikling er unik. Ingeniører har sørget for at ExoAtlet bare veier 12 kg. Dette er en av fordelene. Tross alt, under kampforhold, teller hvert gram. Vi må forstå at overvekt bremser en fighters ytelse. Dette påvirker krigerens effektivitet negativt. Og det enkle med et slikt design er et åpenbart pluss.

Den militære bruken av ExoAtlet skyldes også at hydraulikk og elektronikk er fraværende. Enheten er en enkel og lett metallstruktur. Tross alt, jo enklere utstyret er, jo mindre negative faktorer påvirker det, enten det er sammenbrudd eller alvorlig klimatiske forhold. Reparasjoner vil også være mye enklere. Våre utviklere har laget et skjelett der det praktisk talt ikke er noe som kan skades. Og det er mye lettere å gjenopprette mekanikk i kamp enn elektronikk. På grunn av disse faktorene innenlandsk utvikling mye mer pålitelig enn vestlige analoger.

Enkelt sagt vil det snart dukke opp enkle og kostnadseffektive militærroboter i vårt lands forsvar. I mellomtiden fortsetter vestlige designingeniører å klø seg i hodet. De må gjennom lang vei modifikasjoner og forbedringer av hjernen din. Nylig deltok HULC i hærprøver, men dessverre var resultatene skuffende. Derfor vil ikke militærungdommen i USA snart se en eksosdrakt på skuldrene.

Historien om opprettelsen av "ExoAtlet"

• 2011 - MSU-forskere vant anbudet til Ministry of Emergency Situations for å utvikle skjelettet. I de påfølgende årene lager teamet passive og aktive enheter. Den passive var ikke redd for brann, veide 12 kg og tålte vekter opp til 100 kg. Aktiv tillot jagerflyet å løfte vekt opp til 200 kg.
• 2013 - et team av forskere ble skilt for å utvikle ExoAtleta for medisinske formål. Mottoet deres var at ekte mennesker skulle gå rundt i eksoskjeletter.

• 2014 - Moscow State University Research Institute mottar hovedprisen fra Startup Village. Laget ble bosatt i Skolkovo, og deltok også i de fem beste finalistene i Generation S-konkurransen og konkurrerte ved Sotsji-OL i robotikk. Deretter var presentasjon av utviklingen i Singapore og forhandlinger med landets sjefsrehabilitator.
• 2015 - første salg. Arhangelsk-regionen kjøpte 6 drakter for forskning og testing. Samme år fant den første reisen til Midtøsten sted. På X Venture Fair i Kazan tok teamet førsteplassen i høyteknologikategorien.
• 2016 - ExoAtlet krysser Atlanterhavet og erobrer det amerikanske og asiatiske markedet. Skjelettutviklere forbinder dette året med et skudd fra en signalpistol. Salg av enheter starter i Russland, og seriøse kliniske studier begynner også.

«ExoAtlet» hjemme

Vår "Athlete" er designet på en slik måte at den fullstendig gjengir eierens ganglag. Men dette betyr ikke at prosessen vil bli gjennomført uten eierens medvirkning. Denne bevegelsen kan sammenlignes med å sykle. En person må venne seg til kontrollene. Med slikt utstyr må du lære på nytt hvordan du opprettholder balansen og tar de første skrittene etter hverandre. Denne prosessen tar fra flere timer til flere dager. Prosedyren for å lære å kontrollere eksoskjelettet foregår på klinikken, hvor enheten justeres til eierens personlige parametere:

• bekkenbredde;
• rygghøyde;
• lengde og andel av ben.

Naturligvis foregår alt under tilsyn av en lege, som utfører en fullstendig sjekk av kroppen før hver treningsøkt. Deretter har pasienten rett til å gjennomføre trening og rehabilitering hjemme, men igjen under tilsyn. Roboten registrerer telemetriske data og overfører dem til overvåkingssenteret.

Hvis ryggmargen ble skadet relativt nylig, er det en sjanse for å unngå funksjonshemming. Men denne "gyldne timen" varer ikke lenge. Jo raskere pasienten kommer seg på beina og tar det første skrittet ved hjelp av ExoAtlet, jo større er sjansen for å gjenopprette motoriske funksjoner og komme tilbake til det normale livet. Men det er viktig å huske at rehabiliteringsprosessen er forskjellig for alle og avhenger av de vitale ressursene til den skadde.

Ved fullstendig tap av motoriske funksjoner vil ExoAtlet bli en delvis erstatning for en rullestol. Det skal forstås at du ikke vil kunne tilbringe dager i dress, da dette er et middel til rehabilitering. Daglig trening i dress vil erstatte tre fysioterapeuter på en gang, og vil også fundamentalt endre livskvaliteten til lammede pasienter. Eksoskjelettet vil hjelpe folk å begynne å gå. Å gå vil føre til betydelig forbedret ventilasjon av lungene, arterielt trykk vil gå tilbake til det normale, leddbevegelighet vil øke, urinveisinfeksjoner vil forsvinne, ernæring vil bli gjenopprettet Indre organer og muskler, og tarmfunksjonen vil også bli bedre. Alt dette er en fysiologisk effekt.

De emosjonelle og psykologiske aspektene i livet til en funksjonshemmet person er ikke mindre viktig. Når de brukte ExoAtlet, la lammede mennesker merke til at humøret og holdningen deres til verden rundt dem ble bedre. Livet deres begynte å bli fylt med farger, positive inntrykk og følelser. De får ny styrke. Nå er de i stand til å kommunisere på lik linje med menneskene rundt seg. Ild og interesse for livet dukker opp i øynene til ExoAtlet-piloter. De sier at bak dem er det ikke elektronikk og et batteri, men et par teknologisk avanserte vinger.

Japansk HAL

I Land of the Rising Sun står ikke menneskelig biomekanikk stille. Forskere ved et japansk eksperimentelt laboratorium har utviklet et hybrid hjelpelem. I dag på øya brukes den av folk med funksjonshemninger. Utviklingen og forbedringen av denne drakten fant sted ved University of Tsukubina over 20 år! I dag introduserer japanerne aktivt HAL-teknologi i medisin. Cyberdyne (eieren av rettighetene til eksoskjelettet) har leid mer enn tre hundre eksemplarer. Tilbake i 2013 fikk oppfinnelsen et sertifikat for sikkerhet ved bruk. Dette faktum banet vei for enheten til verdensmarkedet og bekreftet også dens pålitelighet.

Eieren av HAL-5-modifikasjonen kan løfte og flytte ting og gjenstander som overstiger fem ganger maksimal belastning i vekt. naturlige forhold. Denne vendingen i verden av teknologi og roboter forenkler arbeidet til redningsmenn og likvidatorer av ulike konsekvenser. Men denne endringen er ennå ikke implementert.

Konklusjon

Vi har sett en fantastisk utvikling innen kino før. Vi har sett et eksoskjelett i spill ("Stalker"), men vi kunne ikke engang forestille oss at slike teknologier snart ville bli tilgjengelige for den gjennomsnittlige personen. I 2017 gjennomføres det aktive tester innen kontroll av drakten med tankekraft. Våre forskere er nå forpliktet til å undervise operativsystem les umiddelbart operatørens tanker. Problemene med batteriautonomi blir gradvis løst, ettersom det russiske forsvarsdepartementet planlegger å begynne å kjøpe slike enheter i begynnelsen av 2020. Vi kan bare vente på våre lyse hoder ved Research Institute of Mechanics ved Moscow State University.

I dag er det ikke noe marked for lignende produkter i Russland. Vi har ennå ikke laget det. Spørsmålet forblir åpent om hvorvidt ingeniører og designere vil bringe sin hjerne til perfeksjon. Det innenlandske ExoAtlet-teamet må løse et stort antall komplekse problemer: synkronisering av pulsavlesning og utstyrsrespons, øke batterikapasiteten, redusere vekten og mye mer. Denne trenden får fart i verden og blir mer og mer populær. Konkurrentene vokser også, og gjennomfører et stort antall tester. Eksperter har allerede anslått det europeiske eksoskjelettmarkedet til halvannen milliard euro. La oss ønske russiske utviklere lykke til, kreativ suksess og ytterligere gjennombrudd og oppdagelser på deres vanskelige kreative vei!

έξω - ekstern og σκελετος - skjelett) - en enhet designet for å øke menneskelig styrke på grunn av den ytre rammen.

Eksoskjelettet følger menneskelig biomekanikk for proporsjonalt å øke innsatsen under bevegelse. I følge åpne pressemeldinger er det for tiden laget faktiske arbeidsprøver i Japan og USA. Eksoskjelettet kan integreres i en romdrakt.

Historie

Det første eksoskjelettet ble utviklet i fellesskap av General Electric og USAs militære på 60-tallet, og ble kalt Hardiman. Han kunne løfte 110 kg med en løftekraft på 4,5 kg. Den var imidlertid upraktisk på grunn av dens betydelige masse på 680 kg. Prosjektet var ikke vellykket. Ethvert forsøk på å bruke et fullstendig eksoskjelett resulterte i intense ukontrollerte bevegelser, noe som resulterte i at det aldri ble testet med en person inne. Videre studier fokuserte på en arm. Selv om den skulle løfte 340 kg, var vekten trekvart tonn, som var det dobbelte av løftekapasiteten. Uten å få alle komponentene sammen til å fungere praktisk bruk Hardimans prosjekt var begrenset.

Utviklingsretninger

Hovedretningen for utviklingen er militær søknad eksoskjeletter. Målet er å lage rustning som kombinerer ildkraft og tankrustning, mobilitet og hastighet til en person, og øke styrken til den som bruker eksoskjelettet.

Et annet mulig bruksområde for eksoskjeletter er å hjelpe skadde og personer med nedsatt funksjonsevne, eldre som på grunn av alder har problemer med muskel- og skjelettsystemet.

Modifikasjoner av eksoskjeletter, så vel som individuelle modeller av dem, kan gi betydelig hjelp til redningsmenn når de rydder ruinene fra kollapsede bygninger. I dette tilfellet kan eksoskjelettet beskytte redningsmannen mot fallende rusk.

I dag er en stor hindring for å starte konstruksjonen av fullverdige eksoskjeletter mangelen på passende energikilder som kan tillate maskinen å operere autonomt i lang tid.

I populærkulturen

• I spillet "C&C: Red alert 3" har alle 3 sidene eksoskjeletter. For USSR er det en dress fra en Tesla PC-operatør, for Alliansen er det en dress av Cryo (Chrono) - Legionnaire, og for imperiet er det en drakt av kampengler. I tidligere deler av serien er eksoskjeletter også ofte brukt ganske mye.
• Konseptet med rustning med et eksoskjelett ble først skissert i romanen Tom Swift and His Jet Marine ( Engelsk), utgitt i 1954.
• I I. A. Efremovs roman "The Andromeda Nebula" (1957) brukte stjerneekspedisjoner elektromekaniske "hoppende skjeletter" båret over romdrakter for å bevege seg under forhold med økt tyngdekraft.
• Heltene i Robert Heinleins roman Starship Troopers (1959) bruker pansrede kampdrakter med integrerte eksoskjeletter som lar dem løpe og hoppe til store høyder ved hjelp av innebygde rakettmotorer utstyrt med en rekke våpen og annet utstyr.
• I Stanislaw Lems roman Fiasco (1987) leter piloten Angus Parvis etter en savnet gruppe mennesker, som inkluderer en av Lems faste helter, pilot Pirx. For å søke bruker Parvis et gigantisk humanoid eksoskjelett ("stor rullator") - Diglatoren.
• I Warhammer 40 000-universet brukes eksoskjeletter (eller rettere sagt, teoretisk tilsvarer kraftrustning) av kampbrødrene til Space Marines, så vel som Sisters of Battle. Og troppene til Tau-imperiet bruker hele linjen eksoskjeletter. Reconnaissance XV15, XV25, med kamuflasjefelt, shock XV8 "Crisis", utstyrt med jetmotorer og bred rekkevidde våpen, brannstøtteeksoskjeletter XV88 "Broadside" (faktisk, på grunn av størrelsen (3 meter i høyden) og tilstedeværelsen av en cockpit, kan ikke XV8 "Crisis" og XV88 "Broadside" betraktes som eksoskjeletter, selv om de har en lignende navn til XV15 og XV25 "kampdrakt" "(kampdrakt)), utstyrt kraftig våpen og den eksperimentelle kommandoen eksoskeleton XV22.
• I StarCraft-universet bærer fotsoldater fra Terran (så vel som Protoss-krigere) eksoskjeletter.
• I universet av spill i Fallout-serien kan du også bruke "power armor" en miniatyratomreaktor brukes til å drive denne rustningen. Det øker karakterens forsvarsklasse og styrken hans.
• Spillene «Operation Silent Storm» og «Operation Silent Storm: Sentinels» er basert på alternativ historie andre verdenskrig, hvor listen over faktisk eksisterende våpen fra disse årene inkluderte bekjempe eksoskjeletter"Panzerkleins" (forvrengt tysk. små tanker), i stand til å bære forskjellige våpen ( flykanon ShKAS, antitankrifle, etc.).
• I den animerte serien Echo Platoon er hovedtypen militært utstyr ekkofly, som i hovedsak er eksoskjeletter.
• Ideen om et eksoskjelett brukes i dataspillet S.T.A.L.K.E.R. ", forløperen "S.T.A.L.K.E.R.: Clear Sky" og oppfølgeren "S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat". Den ytre rammen lar deg bære flere ting, ekstra rustning gir ekstra beskyttelse mot fysisk skade, men på grunn av tyngden og omfanget av strukturen blir rask kjøring umulig. Men med passende forbedringer blir løping mulig.
• Marvel-tegneseriehelten «Iron Man» lager en serie eksoskjeletter basert på miniatyrreaktoren han oppfant. Disse eksoskjelettene er i stand til å fly og er utstyrt med en rekke våpen og enheter.
• I filmen "Throw of Cobra" (eng. G.I. Joe: The Rise of Cobra) hovedpersonene bruker eksoskjeletter (identiske med de som presenteres i spillet "Crysis").
• I filmen "Distrikt nr. 9" hovedperson, som unnslipper forfølgelse, bruker et fremmed eksoskjelett, selv om slikt utstyr, på grunn av sin interaksjon med operatøren, snarere kan sidestilles med en lett tankekontrollert tank.
• I spillet "Crysis" og dets oppfølger er den spesielle troppen kledd i eksoskjeletter (med et litt annet operasjonsprinsipp: det er mekaniske forsterkere, men i stedet for konvensjonell kroppsrustning brukes nanoteknologisk rustning). De har økt styrke, evnen til å bli usynlig, samt en rekke stimulerende tilsetningsstoffer som kan øke en persons styrke og hastighet flere ganger. Å bruke funksjonaliteten til en eksoskjelettdrakt er et nøkkelelement i spillmekanikken i dataspillet "Crysis".
• I spillet "Section 8" er soldater (uavhengig av om de spiller som en Sector 8-jager eller en opprører) kledd i eksoskeletter. De har økt styrke, økt hastighet, evnen til å fly opp til flere meter og muligheten til å bruke alt utstyr (stridsvogner, våpen, roboter).
• I dataspillet «Chaser» er det et oppdrag som er fullstendig utført i et eksoskjelett. I spillet er dette en ganske klumpete og treg design, som kompenseres av at den bærer kraftige våpen - et maskingevær og en granatkaster. Bortsett fra å utføre militære operasjoner, er ikke eksoskjelettet ment for noe annet - begge "armene" er faktisk fester for våpen. Det er bemerkelsesverdig at handlingen finner sted på Mars.
• I universet til spillet "Halo" hovedperson Master Chief (John-117) hadde på seg Mjolnir eksoskjelettet, som også var en romdrakt.
• I spillserien Bet on Soldier var eksoskjelettet en av de viktigste kampenhetene.
• I Metal Gear Solid brukes eksoskjelettet av Gray Fox.
• I filmene «The Matrix. Reloaded" og "The Matrix. Revolution"-folk bruker exoskeletons APU (Armored Personnel Units) for å beskytte Zeon.
• I filmen Avatar brukes eksoskjeletter også til militære formål.
• I filmen Aliens bruker løytnant Ellen Ripley en eksoskjelettlaster i den siste kampen mot Alien-moren.
• I spillet "Alien vs. Predator" bruker jordens tropper "Alice"-eksoskjelettet.
• I nettspillet Total Influence bruker leiesoldater eksoskelettene Tank Armor og FEA (Female Exo Armor).
• I spillet Killzone 3 fullføres ett av oppdragene ved hjelp av et eksoskjelett som har innebygde våpen og en jetpakke.
• I spillet Vanquish bærer hovedpersonen et eksoskjelett utstyrt med en jetakselerator og et tidsutvidelsessystem.
• I filmen «Spy Kids. All the Time in the World" bruker hovedpersonen "hammerhender" og "tramphender" som brukes for å øke fysisk styrke.
• I bøkene til "Ancient"-serien av Sergei Tarmashev bruker Commonwealth romeksoskjeletter som jagerfly. (100 Titan-eksoskjeletter er om bord på skipene i Immutable-klassen).
• I dataspillet F.E.A.R. 3 er det i noen kapitler mulighet for å bruke en pansret robot, som er et eksoskjelett.
• I dataspillet Chrome er alle soldater utstyrt med et eksoskjelett.
• I dataspillet Red Faction: Armageddon kan hovedpersonen styre L.E.O. eksoskjelettet, utstyrt med et tungt maskingevær og rakettkaster og i stand til å slå med venstre "hånd".
• I et dataspill Masseeffekt 3 brukes kamproboter Atlas, som er et eksoskjelett, er også Captain Shepards rustning, som delvis er et eksoskjelett (evnen til å bygge inn en adrenalinmodul, en styrkeforbedringsmodul, etc.)
• I dataspillene Parkan og Parkan 2 brukes eksoskjeletter i kampdrakter.

se også

Notater

Linker

• [email protected]: Amerikanerne er klare til å sette infanterieksoskeletons på transportbåndet
• Bærbar Power Assist-drakt
• Irland på nettet: Rullestolbundet japansk mann ser etter robotdrakt (engelsk)
• Bygge den ekte Iron Man
• Pentagon skal utvikle superdrakter
• inventors.about.com - Exoskeleton (engelsk)
• LIVSDRAKT Robotisk eksoskjelett

Filmografi

• "Fra et vitenskapelig synspunkt. Gjør meg til supermann" Naken vitenskap. Gjør meg overmenneskelig ) er en populærvitenskapelig film produsert av National Geographic i 2010.

Wikimedia Foundation. 2010.

Over tid får ord en ny primær betydning, og den som dukket opp først, forsvinner gradvis i bakgrunnen. Et eksoskjelett er for det første, ekstern type skjelett hos noen virvelløse dyr. Men nå i folks hoder fremkaller dette ordet ikke bildet av en krabbe, men av en karakter fra noen Science fiction film.

Den første analogen til eksoskjelettet som en mekanisme ble foreslått av den russiske oppfinneren Nicholas Yagin (i dokumentet blir han referert til som "et subjekt av det russiske imperiet, Nicholas Yagn") tilbake i 1890. I det minste var det da han mottok det tilsvarende patentet på et «apparat for å lette gange». Enheten gjorde det mulig å løpe raskere, hoppe høyere og bli mindre sliten. Yagins "eksoskeleton" hadde ingen aktive forsterkere, og gass ble brukt for å øke skyvekraften. Forresten, dens moderne analog kan kalles de såkalte "jumpers".

Omtrent 70 år senere dukket det første eksoskjelettet i sin nåværende forstand opp. Designet ble utviklet med felles innsats General Electric og det amerikanske militæret. Hardiman-modellen ble ikke preget av sitt elegante utseende: det var en massiv og tung mekanisme, i stand til å løfte enorm vekt. Tekniske vanskeligheter tillot ikke utviklingen av prosjektet, som ble avsluttet selv før testing med menneskelig deltakelse: individuelle komponenter fungerte, men i form av et sammensatt eksoskjelett utgjorde det en trussel mot testeren.

Ideen om å lage slike enheter fortsatte å begeistre hodet til forskere og ingeniører, men i lang tid De kunne ikke produsere noe verdifullt eller praktisk. Inntil nylig kunne de mest interessante eksemplarene bare sees i science fiction-filmer. De er inkludert i den første delen av våre beste eksoskjeletter og exosuits.

Fantastisk, og ikke noe mer

1. Caterpillar P-5000 kraftlaster fra 1986-filmen Aliens. Det var ment å være en firbenet maskin, men etter utgivelsen av Star Wars: Episode V – The Empire Strikes Back, syntes James Cameron at den så for mye ut som en gående AT-AT. Resultatet ble et tobent eksoskjelett som ble prototypen for AMP (Mitsubishi MK-6 Amplified Mobility Platform) fra 2009s Avatar.

Mitsubishi MK-6 Amplified Mobility Platform

P-5000 er så hardt arbeidende, i stand til å øke en persons styrke tusenvis av ganger og løfte en last på opptil fire tonn. Et hydrogenbatteri ble brukt som strømkilde, og det var tre motorer for å drive heisen og underekstremitetene. Selv i dag ville en slik mekanisme, oppfunnet for flere tiår siden, hvis den dukket opp, bli det utmerket assistent mennesker i bedrifter. Og designen, som dens evner, ser ikke så fantastisk ut.

Forresten, i tillegg til P-5000, i "Aliens" (i hele franchisen) er det et annet eksempel på et eksoskjelett - disse er faktisk xenomorfene selv på noen stadier av livet.

2. Armored Personnel Unit (APU) fra kulttrilogien «The Matrix». Enhetene er først å se i filmen «The Matrix Reloaded», og de kan sees i aksjon i «Revolution»: begge filmene ble utgitt i 2003 på henholdsvis våren og høsten. I følge historien til den fiktive verden ble totalt 120 tusen av disse monstrene utgitt, hvorav litt over tre hundre forble i aktiv tilstand.

I motsetning til P-5000, var APU-er kampenheter med to 30 mm hurtigskytende maskingevær - en på hver øvre lem. TIL svakheter mekanismer inkluderer mangelen på en beskyttet cockpit og behovet for å lade våpnene manuelt med deltakelse av mennesker. I det første tilfellet ble avgjørelsen diktert av designernes ønske om å vise karakterene til filmen, og ikke skjule dem bak glass og metall. Selv om mekanismene i seg selv ikke var spesielt sterke, siden de måtte være svært manøvrerbare. De fant seg selv i toppen vår takket være de spektakulære opptakene av deres deltakelse under slaget ved Sion (Sion).

3. Kostymeserie merke, som utvikles av Tony Starks selskap Stark Industries, rangert som nummer 16 blant de 25 største fiktive selskapene i verden. Forresten, førsteplassen i denne rangeringen tilhører CHOAM fra Dune-universet, 20. plass går til Cyberdyne Systems Corp., trist kjent for å skape terminatorer.

Å velge en enkelt Iron Man-modell blant dusinvis virker som en utakknemlig oppgave, så for den generelle fruktbarheten til Stark Industries og mangfoldet, vil vi gi denne plassen til Marks. Spesielt populære er imidlertid de som dukket opp i filmserien: den røde og gulldrakten er kjent og kjent for nesten alle. Den multifunksjonelle enheten forbedrer ikke bare en persons evner betydelig, men lar ham også fly.

Den bruker en atomreaktor og repulsorer som en kraftkilde, som også finnes i " Stjerne krigen" Dette er det mest fantastiske eksoskjelettet presentert i vår vurdering. Teknologiene som brukes i den er langt fra implementert i virkeligheten, og man kan ikke forvente utseendet til analoger i overskuelig fremtid.

4. I motsetning til Stark Industries' Mark-drakter, eksoskjelett av Matt Damons karakter ved navn Max fra science-fiction-filmen "Elysium: Heaven Not on Earth" er sannsynligvis en utfordrer for å lage en "virkelig" modell. Riktignok er det noen nyanser: den kobles direkte til brukerens kropp (inkludert hjernen), og gjør en person til en slags cyborg. Ellers er dette et utmerket eksempel på hvordan teknologi kan brukes til å redde mennesker fra sykdommer og gjøre dem sterkere og raskere.

Ifølge eksperter opererer Max sin drakt på omtrent de samme prinsippene som eksisterende modeller og prototyper. Selvfølgelig er den lettere, har flere frihetsgrader, og i tilfelle er det ikke noe problem med strømforsyningen. Hovedhindringen er å skape et effektivt og sikkert menneske-datamaskin-grensesnitt når de to blir ett. En dag vil dette bli en realitet.

5. Kampjakke fra sci-fi actionfilmen «Edge of Tomorrow» med Tom Cruise i hovedrolle. Eksoskjelettet har ikke noe "handelsnavn" og er en av modifikasjonene av standard ammunisjon for fremtidige soldater. Både veldig ekte "tønner" - FN SCAR-H (Mk 17) med en FN EGLM (Mk 13) granatkaster - og ikke-eksisterende (skuldermontert autokanon og 16-rund rakettkaster) brukes som kamputstyr.

Hvis vi er kresne, i en virkelig kamp, ​​vil ikke major William Cages drakt være så effektiv som vi ønsker. Den kan bare brukes i en kamp med en lett bevæpnet fiende: det er ingen rustning og den første bortkommen kule vil være den siste. Imidlertid bruker ikke alle hærer som deltar i kampoperasjoner i dag kroppsrustning eller annet personlig verneutstyr for sine soldater.

Combat Jacket-eksoskjelettet er et eksempel på hva som kan være tilgjengelig for enkelte hærer i nær fremtid. Forresten, modellene som bæres av Tom Cruise og Emily Blunt er satt sammen av mange elementer og er ikke komplette rekvisitter. I følge motedesigneren som satte sammen exosuittene for filming, består hver av dem av 350-400 deler.

Uten å se inn i fremtiden

Følgende er fem eksempler på eksisterende eksoskjeletter som blir testet eller brukt av militæret, sivile organisasjoner eller medisinske institusjoner. Noen designfunksjoner Disse enhetene er lånt fra science fiction-litteratur og kino: det er ingen hemmelighet at mange av gadgetene som eksisterer i fortiden, ikke var annet enn bilder i hodet til oppfinnere, forfattere og drømmere.

1. Vi gir førsteplassen til eksoskjelettet, behovet for det er virkelig åpenbart. System ReWalk Det er allerede i sin sjette versjon og er et kommersielt produkt. Prisen kan virke uoppnåelig for mange: en kopi vil koste omtrent $85 tusen Opprinnelig ble to modeller av enheten utgitt: en ble brukt av medisinske institusjoner til forskning og terapi under tilsyn av leger, den andre var beregnet på personlig bruk.

ReWalk eksoskjelettet hjelper pasienter som av en eller annen grunn ikke er i stand til å bevege seg selvstendig. Systemet består av en "ryggsekk" på 2,3 kg, som rommer batteriet og Windows-datamaskinen, og "ben" som veier totalt 21 kg. Batterikapasiteten er nok til tre timers sammenhengende gange, og det tar omtrent åtte timer å lade.

Enheten, som er spesiallaget, fungerer i tre moduser: den støtter en person mens han går, sitter og står. Noen brukere klager over den overdrevne vekten av systemet og dets høye kostnader (i USA dekker ikke forsikringen kostnadene ved å kjøpe et eksoskjelett).

En analog av ReWalk er prosjektet Indego, som ennå ikke er tilgjengelig for kjøpere og brukes i forskningsformål og medisinske institusjoner. Salget kan begynne i 2015. Det er andre prosjekter med fokus på rehabilitering av personer med muskel- og skjelettplager.

2. Eksoskjelett Rex kan klassifiseres som "åpenbart - utrolig". Det gir ikke bare styrke til muskler som ikke kan trekke seg sammen, men styres også gjennom tanker. Den første fullstendig lammede personen som ble koblet til en respirator var 21 år gamle Rob Camm, som ble innlagt på sykehus i 2013. bilulykke. Den tidligere idrettsutøveren ga ikke opp og fortsatte å leve et aktivt liv (i samsvar med hans evner). Som et resultat klarte han å ta flere nesten uavhengige skritt.

For å sette eksoskjelettet i bevegelse, brukes en spesiell hjelm med 79 elektroder, som tar avlesninger av hjerneaktivitet og forvandler dem til kommandoer for maskinen. Det er åpenbart at de første trinnene er gitt til Rob med store vanskeligheter, men det er gitt ung mann muligheten begeistrer ham.

Totalt 17 slike mekanismer ble produsert. De er bare tilgjengelige i medisinske institusjoner.

3. Human Universal Load Carrier (HULC) utvikles av Ekso Bionics (som også produserer systemer for medisinsk bruk). Enheten er rettet mot militæret og vil i fremtiden tillate en person å bære en last som veier omtrent 90 kg i hastigheter på opptil 16 km/t (dette er litt under gjennomsnittlig løpeytelse) over en avstand på omtrent 20 km. Ved løft og bæring av tunge gjenstander tar eksoskjelettet på seg hele lasten, ellers ville det være fare for skade på operatøren.

Vel, hvem av oss ønsket ikke å ha en dress til vår permanente disposisjon? superhelt? For eksempel vil han ta på seg en dress fra Marvel-tegneserien med samme navn "Iron Man", og i løpet av sekunder overvinne lydhastigheten eller med en hånd omorganisere huset, eller i som en siste utvei, redde jorden fra ødeleggelse. «Fiksjon, fantasy og pipe dreams», avviser du det. Men disse drømmene er ikke så langt unna som du tror. Noen av disse fantasiene kan allerede oversettes til virkelighet ved hjelp av et eksoskjelett.

Hva er et eksoskjelett?

Eksoskjelett (oversatt fra latin som "ytre skjelett") - teknisk innretning, som er i stand til å øke en persons fysiske evner takket være rammen. Eksoskjelettets hovedoppgave er å støtte Menneskekroppen når den utsettes for belastning, tar "hovedslaget" på seg selv.

Eksoskjelett for funksjonshemmede.

Hvordan ser et eksoskjelett ut?

Den ytre skjelettstrukturen består av et hovedskall laget av karbonfiber og ytterligere rørformede strukturer for armer og ben. Det finnes også modeller som minner mer om en romdrakt. Det er trykksensorer inne i enheten, ved hjelp av hvilke kontroll skjer.

Eksoskjeletter er forresten ikke noe nytt. Tilbake i 1890 registrerte den russiske ingeniøren Nikolai Yagn flere patenter i denne retningen. Ifølge ideen hans skulle det ytre skjelettet gjøre det lettere å gå og løpe for militært personell. Nikolai Ferdinandovich var i stand til å vurdere potensialet til drakten hans i militære anliggender. Science fiction-forfattere bidro spesielt til videre utvikling. Moderne modeller har absolutt gått fremover i utviklingen, men bruksomfanget har holdt seg praktisk talt uendret: militære og medisinske applikasjoner.

Fremskritt sover ikke: mennesket erobrer verdensrommet og havets dyp, teknologien blir mer og mer sofistikert, men han er ennå ikke i stand til å beseire tid og alle sykdommer. Mange mennesker rundt om i verden står overfor problemet med begrenset mobilitet. Dessuten gjelder dette ikke bare eldre mennesker, men også barn og voksne. Eksoskjelettet returnerer evnen til å bevege seg til de som har mistet det.

I militære anliggender har det "ytre skjelettet" fått mye større utvikling. Eksoskjeletter hjelper soldater med å erobre høye fjell, bære laster, beskytte soldater mot sjokk og skader. Mest økonomisk utviklede land finansierer aktivt utviklingen av eksoskeletter. Japan har vært spesielt vellykket på dette, og utstyrer modeller med kontrollerte sinn.

Selv om moderne modeller mye lettere og billigere enn deres prototyper, ingeniører har ennå ikke klart å løse alle problemene.

1. Materiale. Forskere har ikke mange materialer til rådighet som er egnet for grunnlaget for strukturen. Stål og aluminium er tilgjengelig, men er ikke egnet for langtidsbruk. Aluminium akkumulerer tretthet, og stål er tungt, noe som reduserer effektiviteten til "drakten". Karbonfiber er effektivt, men dyrt.
2. Ernæring. Eksoskjelettet kan drives av et elektrisk nettverk (ikke det mest mobile alternativet) eller en bensinmotorveske (ubeleilig og også usikker i militære anliggender).
3. Kontroll: Utilsiktede eller uønskede bevegelser av brukeren har ofte ødeleggende konsekvenser.

Bare i går var en flytur til månen drømmen til desperate science fiction-forfattere, men i dag "utretter astronauter det umulige" nylig brukte de posttjenester for å kommunisere med slektninger, og i dag er det nok å bruke en mobiltelefon. Gårsdagens fiksjon, myter og utrolige ideer blir til virkelighet i dag. Moderne eksoskjeletter kan fortsatt være langt unna funksjonaliteten til Tony Starks drakt, men hvem vet, kanskje i morgen vil de gjøre livene våre enklere.

Et eksoskjelett er en ekstern ramme som lar en person utføre virkelig fantastiske handlinger: løfte vekter, fly, løpe i stor hastighet, gjøre gigantiske sprang, etc. Og hvis du tror at bare hovedpersonene til "Iron Man" eller "Avatar" har slike enheter, tar du dypt feil. De har vært tilgjengelige for menneskeheten siden 60-tallet. siste århundre; Dessuten kan du lære hvordan du setter sammen et eksoskjelett med egne hender! Men først ting først.

Eksoskjelett: introduksjon

I dag kan du enkelt kjøpe deg et eksoskjelett - lignende produkter produseres av Ekso Bionics og Hybrid Assistive Limb (Japan), Indego (USA), ReWalk (Israel). Men bare hvis du har 75-120 tusen euro ekstra. I Russland produseres for tiden bare medisinske eksoskjeletter. De er designet og produsert av selskapet Exoatlet.

Det første eksoskjelettet ble laget av forskere fra General Electric og amerikanske militære selskaper tilbake på sekstitallet av forrige århundre. Den het Hardiman og kunne fritt løfte en last på opptil 110 kg opp i luften. Personen som tok på seg denne enheten opplevde en belastning i prosessen, som om han løftet 4,5 kg! Bare Hardiman selv veide alle 680 kg. Derfor var han ikke så etterspurt.

Alle eksoskjeletter er delt inn i tre typer:

fullstendig robotiserte;

• for ben.

Moderne robotdrakter veier fra 5 til 30 kg eller mer. De kan enten være aktive eller passive (fungerer bare på operatørens kommando). I henhold til deres formål er eksoskjeletter delt inn i militær, medisinsk, industri og rom. La oss se på de mest bemerkelsesverdige av dem.

De mest imponerende eksoskjelettene i vår tid

Selvfølgelig vil det ikke være mulig å sette sammen slike eksoskjeletter med egne hender hjemme i nær fremtid, men det er verdt å bli kjent med dem:

• DM (drømmemaskin). Dette er et helautomatisk hydraulisk eksoskjelett som styres av stemmen til operatøren. Enheten veier 21 kg og kan støtte en person som veier opptil hundre. Så langt brukes den til rehabilitering av pasienter som ikke kan gå på grunn av sykdommer i sentralnervesystemet eller andre nevromuskulære sykdommer. Den omtrentlige kostnaden er 7 millioner rubler.
• Exo GT. Oppdraget til dette eksoskjelettet er det samme som det forrige - det hjelper folk med patologier av motoriske funksjoner i bena. Egenskapene ligner den forrige, prisen er 7,5 millioner rubler.
• ReWalk. Kalt til å nok en gang gi bevegelse til mennesker med paraplegi. Enheten veier 25 kg og kan fungere uten lading i 3 timer. Eksoskjelettet er tilgjengelig i Europa og USA for et beløp tilsvarende 3,5 millioner rubler.
• REX. I dag kan denne enheten kjøpes i Russland for 9 millioner rubler. Eksoskjelettet gir personer med benlammelse ikke bare selvstendig gange, men også muligheten til å stå opp/sette seg, snu seg, månevandring, gå ned trapper osv. REX styres av en joystick og kan fungere uten å lade opp hele dagen.
• HAL (Hybrid Assistive Limb). Det er to versjoner - for armer og for armer/bein/torso. Denne oppfinnelsen lar operatøren løfte en vekt 5 ganger tyngre enn grensen for en person. Den brukes også til rehabilitering av lammede mennesker. Dette eksoskjelettet veier bare 12 kg, og ladingen varer i 1,0-1,5 timer.

Hvordan lage ditt eget eksoskjelett: James Hacksmith Hobson

Først og ha det den eneste personen Personen som klarte å konstruere et eksoskjelett utenfor laboratoriet er den kanadiske ingeniøren James Hobson. Oppfinneren har satt sammen en enhet som lar ham fritt løfte 78 kilo tunge slaggblokker opp i luften. Eksoskjelettet opererer på pneumatiske sylindre, som forsynes med energi av en kompressor, og enheten styres ved hjelp av en fjernkontroll.

Kanadieren holder ikke oppfinnelsen hemmelig. Du kan lære hvordan du setter sammen et eksoskjelett med egne hender etter hans eksempel på ingeniørens nettsted og på YouTube-kanalen hans. Men husk at vekten som løftes av et slikt eksoskjelett kun hviler på operatørens ryggrad.

DIY eksoskjelett: omtrentlig diagram

Det er ingen detaljerte instruksjoner som lar deg enkelt montere eksoskjelettet hjemme. Det er imidlertid klart at det vil kreve:

• ramme, preget av styrke og mobilitet;
• hydrauliske stempler;
• hyperbariske kamre;
• vakuum pumper;
• strømforsyning;
• slitesterke rør som tåler høyt trykk;
• datamaskin for kontroll;
• sensorer;
• programvare som lar deg sende og konvertere informasjon fra sensorer for nødvendig arbeid ventiler

Hvordan denne komposisjonen vil virke omtrent:

1. Den ene pumpen må øke trykket i systemet, den andre må redusere det.
2. Driften av ventilene avhenger av trykket i trykkkamrene, hvis økning/reduksjon vil styre systemet.
3. Arrangement av sensorer (mot bevegelsen av lemmer): seks - armer, fire - rygg, tre - ben, to føtter (mer enn 30 totalt).
4. Dataprogramvare skal eliminere trykket på sensorene.
5. Sensorsignaler må deles inn i betinget (informasjonen fra dem er nyttig hvis den ubetingede sensoren ikke "snakker" om trykket den opplever) og ubetinget. Betingelsen/ubetingelsen til disse elementene kan for eksempel bestemmes av et akselerometer.
6. Eksoskjelettets hender er trefingret, atskilt fra operatørens håndledd, for å forhindre skade og gi ekstra styrke.
7. Strømkilden velges etter montering og prøvetesting av eksoskjelettet.

Så langt, bare innen rehabilitering, begynner de allerede å komme inn i livene våre. Det dukker opp oppfinnere som er i stand til å bygge en slik enhet utenfor laboratoriet. Det er ganske mulig at ethvert skolebarn i nær fremtid vil være i stand til å sette sammen et Stalker-eksoskjelett med egne hender. Det er allerede mulig å forutsi at slike systemer er fremtiden.