Экзоскелет

Экзоскелет - роботизированный костюм, от протеза до закрытого скафандра, предназначенный для увеличения силы мышц человека, расширения амплитуды движений и восполнения утраченных функций. Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях. Для определения этих пропорций следует пользоваться понятием анатомическая параметризация. Бывают пассивными и активными. Главным отличием является отсутствие в пассивный какой-либо электроники - это рычажно-шарнирное механическое устройство, которое используется для облечения нагрузки на опорно-двигательный аппарат, но не придаёт дополнительной физической мощи. Кроме того экзоскелеты различаются по размерам, от легких манипуляторов до гигантских машин, так называемых мехов.

Классификация экзоскелетов

Классификация экзоскелетов

По источнику энергии и принципу работы привода:
- пассивные экзоскелеты
- активные экзоскелеты

По точке приложения (локализации):
- экзоскелет верхних конечностей
- экзоскелет нижних конечностей
- экзоскелет-костюм

По стоимости (условно):
- низкой стоимости (доступные)
- средней ценовой категории
- высокой стоимости

По области применения:
- военный
- медицинский
- промышленный
- космический

По весу конструкции:
- легкие - до 5 кг
- средней весовой категории - от 5 до 30 кг
- тяжелые - более 30 кг

По количеству функций:
- экзоскелеты простого назначения
- экзоскелеты двойного назначения
- экзоскелеты с расширенными функциями

По мобильности пациента:
- мобильные
- фиксированные (стационарные)

Направления разработок экзоскелетов
Направления разработок экзоскелетов

Главным направлением разработок является военное применение экзоскелетов с целью повышения мобильности тактических групп и подразделений, действующих в пешем порядке, за счет компенсации физической нагрузки солдат, вызванной чрезмерным весом экипировки. Повышение подвижности и скорости человека может также сопровождаться увеличением силы того, кто использует экзоскелет. Помимо своего основного предназначения, он может выполнять функции электрогенератора, хранилища аккумуляторных батарей, каркаса для крепления модулей бронезащиты, средств телекоммуникаций, различного рода сенсоров и датчиков, прокладки линий электропитания и передачи данных.

Другой возможной областью применения экзоскелетов является медицина - помощь травмированным людям и людям с инвалидностью, пожилым людям, которые в силу своего возраста имеют проблемы с опорно-двигательным аппаратом. Для реабилитации пациентов с переломами нижней челюсти был разработан экзоскелет нижней челюсти, он направлен на лечение у пациентов дефектов нижней челюсти с возможностью восстановления жевательной функции в ранний послеоперационный период и на этапах реабилитации.

Модификации экзоскелетов, а также отдельные их модели, могут оказывать значительную помощь спасателям при разборах завалов рухнувших зданий. При этом экзоскелет может защитить спасателя от падения обломков. Большой преградой для начала постройки полноценных экзоскелетов является отсутствие подходящих источников энергии, которые могли бы в течение длительного времени позволить машине работать автономно.

Прототип экзоскелета был запатентован российским ученым Николаем Ягном 28 января 1890 года под названием - эластипед. В 1960-е годы компания General Electric разработала электрическую и гидравлическую конструкцию под названием Hardiman, однако при весе в 680,4 кг конструкция оказалась неэффективна.

Рабочие примеры экзоскелетов были построены, но широкое применение таких моделей пока невозможно. Это, например, экзоскелет XOS компании Sarcos, который был разработан на заказ армии США. По заявлениям прессы, машина удачно спроектирована но, из-за отсутствия аккумуляторов достаточной ёмкости, демонстрацию пришлось проводить в режиме работы от сети.

Некоторые экзоскелеты позиционируются как устройства для людей с проблемами опорно-двигательного аппарата. В частности, Honda Walking Assist Device был произведен компанией Honda в трёх размерах - малый, средний, большой.

Разработкой российского экзоскелета для реабилитации, социальной адаптации и интеграции людей с нарушением локомоторных функций нижних конечностей под названием ЭкзоАтлет занимается команда учёных из проекта ExoAtlet. Как заявляют разработчики, такой экзоскелет подойдет не только людям с травмой спинного мозга, но и с последствиями инсульта. Одна из модификаций управляется с костылей и позволяет человеку самостоятельно ходить, садиться, вставать.


27 августа 2018 года прошли испытания российского активного экзоскелета с электромоторами и аккумулятором, произведенном корпорацией Ростех. Испытатель смог точно поразить мишени, удерживая ручной пулемет одной рукой, увеличив физические возможности военнослужащего. Основной проблемой является отсутствие аккумулятора с необходимыми характеристиками.

ЗАКРЫТЬ X
(1849-1905)

Ягн Николай Александрович
 

Российский изобретатель-самоучка. Инженер-механик. Изобрел эластипед - прототип экзоскелета. Составил проект подводной лодки совершенно новой системы. Автор гидромотора, качающегося винта, самовара-стерилизатора.
ruspekh.ru
Яндекс.Метрика
© 2012-2019 ruspekh.ru, РИА «Руспех». Электронное периодическое издание: Российское информационное агентство Руспех. Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ №ФС77-70166 от 16.06.2017. Учредитель: ООО "Руспех". Главный редактор: Гриднев Андрей Игоревич. На сайте распространяется информация Российского информационного агентства «Руспех» . Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации СМИ: ИА №ФС77-70090 от 16.06.2017. Учредитель: ООО "Руспех".
Адрес редакции: 121170, Москва, ул. 1812 года, 8к1, 6й подъезд, телефон: +7 (495) 24-10-100, email: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
При полном или частичном использовании и воспроизведении материалов сайтов ссылка на РИА «Руспех» обязательна. Для веб-сайтов интерактивная ссылка на сайт ruspekh.ru обязательна. Мнение авторов публикаций может не совпадать с позицией редакции агентства.