Exoskeletten vergroten de menselijke kracht, verhogen de productiviteit en herstellen verloren vermogens. Ze helpen mensen met een handicap, vergemakkelijken het werk in de industrie en verbeteren het leger.
Wat is een exoskelet?
In de letterlijke vertaling uit het Grieks is het exoskelet een uitwendig skelet. Automatisch ontwerp dat verloren voorwerpen herstelt of bestaande lichaamsfuncties verbetert.
Het bestaat uit een stevig frame en aandrijvingen die verantwoordelijk zijn voor de beweging. Dergelijke systemen dupliceren het werk van het bewegingsapparaat, berekenen de inspanningen en veiligheid van bewegingen.
Exoskeletten worden passief en actief gemaakt. De eerstgenoemde vergroten de kracht niet en nemen geen lichaamsbeweging op zich, maar verdelen deze door het hele lichaam. Actieve modellen leggen de nadruk op de grond. Ze nemen een deel van de last op zich. Dus de gebruiker heft meer gewichten op – het effect van toenemende kracht wordt verkregen.
Eerste exoskeletten
Ideeën voor een kostuum dat het vermogen verbetert, is ontstaan in fictie. De principes over dit onderwerp zijn geformuleerd door de Russisch-Amerikaanse werktuigbouwkundige Nikolai Yagn. Toegegeven, de zaak ging niet verder dan de theorie. Het enige belichaamde idee is een automatisch apparaat dat water levert aan stoomketels – “The Stoker Friend”.
Het eerste exoskelet is gemaakt in het Pentagon. Hij noemde zichzelf – Hardiman. Het was een machine met een grote manipulator, waarbij het nodig was om een hand in te steken voor controle. Het draagvermogen was 110 kg, maar Hardiman leverde geen serieuze voordelen op. Hij was te groot en zwaar (680 kg).
Sinds de jaren tachtig zijn er veelbelovende projecten verschenen. In de jaren negentig begon de productie in verschillende landen. Kostuums waren nog steeds onhandig, maar kwamen steeds dichter bij het gebruik in het leven..
Nu worden de meeste exoskeletten gedaan voor medicijnen, het leger of de industrie.
Exoskeletten voor gehandicapten
Ekso GT
Exoskelet voor revalidatie na een beroerte en dwarslaesie. De Ekso GT is een paar robotpoten met krukken om op te lopen. Firmware verzamelt statistieken over hoeveel energie wordt besteed aan elke beweging van de robot en welke acties een persoon uitvoert.
Hybride ondersteunende ledemaat (HAL)
Er is voor benen (HAL 3) of voor armen-benen-romp (HAL 5). Helpt de last 5 keer meer op te tillen dan een persoon kan. Het is noodzakelijk voor de rehabilitatie van de verlamde. De drijfveren van dit exosuit werken vanuit spierimpulsen. Naast mensen met gezondheidsproblemen is HAL nuttig voor ouderen, bouwers, arbeiders van het Ministerie van Noodsituaties.
Rex
Skelet voor mensen met beenstoornissen. Het helpt om te lopen, op te staan, te gaan zitten, trappen op te lopen, achteruit te bewegen en zelfs een ‘maanwandeling’ te maken. De gebruiker bedient het via het bedieningspaneel en de joystick.
REX kan de complicaties wegnemen die gepaard gaan met een lang verblijf in een rolstoel.
Feniks
Exosuit voor vrij lopen met verlamming van de benen. Het is heel anders dan de omvangrijke modellen van het afgelopen decennium in grootte en gewicht (12 kg). Dit is mogelijk door het gebruik van slechts twee aandrijvingen op de heupen. Knieën worden op hun plaats gehouden door spansystemen.
eLegs
Exoskelet voor mensen met verlamming of verminderde beenfunctie. Gewicht – 20 kg. Geschikt voor een persoon met een hoogte van 157-193 cm Bewegingssnelheid – ongeveer 3 km / u.
Het pak voorspelt acties door bijvoorbeeld kantelsensoren, helpt bij het opstaan uit een rolstoel wanneer de gebruiker naar voren leunt en op krukken leunt.
Rewalk
Bionic exosuit voor patiënten met beenverlamming. Hij helpt staan, lopen, de trap oplopen. Het beheer wordt uitgevoerd via de afstandsbediening in de hand.
Militaire exoskeletten
Ministeries van defensie en militaire onderzoeksinstituten uit verschillende landen proberen sinds de vorige eeuw een gemakkelijk, eenvoudig en duurzaam systeem voor soldaten te ontwikkelen.
In het Pentagon is dit het bureau voor geavanceerde ontwikkeling DARPA, in Rusland – instellingen en ingenieursbureaus, in opdracht van het Ministerie van Defensie. Soortgelijke projecten lopen in China, Japan, Israël en Europese landen..
XOS 2
Een van de bekendste exoskeletten van het leger. Zijn taak is om de fysieke vermogens van een soldaat te vergroten. Armor niet inbegrepen.
Het pak helpt bij logistiek en aanvallen. Hij voegt kracht toe die voldoende is om zware lasten te dragen, de vernietiging van houten balken en bakstenen muren.
Talos
Dit is een compleet pak. Het heeft de functies van bepantsering en een systeem dat de kracht vergroot. Het helpt om te vechten met uitrusting tot 45 kg. Het pak volgt vitale functies en stopt zelfs met bloeden.
De samenstelling en specifieke kenmerken van apparatuur worden meestal niet gepubliceerd – Talos wordt getoond op thematische tentoonstellingen met een algemene presentatie.
Exohiker
Dit skelet is niet gepositioneerd als leger, maar interessant voor het leger. Het heeft als taak de overdracht van zware rugzakken tijdens de campagne te vergemakkelijken. ExoHiker weegt 14 kg, maar neemt de belasting van 70 kg weg. Op een enkele lading zonder een zonnebatterij aan te sluiten, reist hij 65 km met een snelheid van ongeveer 4 km / u.
Industriële exoskeletten
H-lex
Gewichthefapparatuur van Hyundai. Het is geschikt voor mensen met beperkte mobiliteit, maar lastig vanwege de grote omvang. Daarom wordt de nadruk vooral gelegd op werk in de industrie. Waar je tot 60 kg moet tillen.
Stoelloze stoel
Deze exostula is voor degenen die op de been werken. Het verlicht spierspanning wanneer je lange tijd in een semi-squat moet zitten, squat of staan. Handig voor werk in de werkplaats, op de verpakkingslijn, keuken, kapper. Het apparaat is flexibel en mobiel.
Exosuit
Ontworpen voor duikers die bestand zijn tegen waterdruk en lage temperaturen op een diepte van 300 meter. In feite is dit een versterkt duikpak van 240 kg met vier motoren.
MS-02 PowerLoader
Robotpak voor veel taken. De ontwikkelaars raden aan om het te gebruiken bij reddingsoperaties, waarbij u objecten met een gewicht tot 100 kg moet heffen.
Er zijn verschillende manipulatoren in het systeem en sensoren bevinden zich in de zolen van de ‘benen’. Ze analyseren de belasting van een persoon in zes vectoren en berekenen hoeveel machine-inspanning nodig is om te helpen.
MAX SuitX
Exoskelet voor verhuizers. Het ontwerp dupliceert het bewegingsapparaat en verwijdert een deel van de belasting. Het hangt constant aan een persoon in een gedeactiveerde staat, maar herkent automatisch het moment waarop het werk begint en wordt ingeschakeld.
Assist Suit AWN-03
Panasonic Power Exoskeleton voor magazijnmedewerkers. Het zit vast op de schouders, heupen en onderrug. De belangrijkste taak is om de belasting van de wervelkolom en de rugspieren te verwijderen tijdens de gewichtsoverdracht.
Russische exoskeletten
ExoAthlet
Russische ontwikkeling voor revalidatie van patiënten met been- en ruggenmergproblemen. Een van de piloten en ambassadeurs van ExoAtlet is de Paralympische rolstoelcurlingkampioen Vitaly Danilov.
Exoskeleton Stokhanov
Industrieel exosuit van ontwikkelaars uit Perm. Volgens berekeningen verhoogt het de arbeidsproductiviteit in engineering, constructie en reddingsoperaties met 2-5 keer.
Exobelt
Passief exoskelet van het bedrijf ExoAtlant. Het project is nog in ontwikkeling. Aangenomen wordt dat het tijdens de gewichtsoverdracht tot 40% van de belasting van de rug zal verwijderen..
De eerste partner van het bedrijf is Sberbank. Exoskeleton wordt getest door werknemers die zakken met goud en andere waardevolle spullen bij zich hebben
Exoskeletten van de toekomst
De industrie groeit: apparaten worden kleiner, functies worden breder. Er zijn niet alleen modellen voor de geneeskunde, de industrie of het leger:
ARAIG
Exoskeleton-controller voor gamers. Het is niet gemaakt om goederen te vervoeren of om vaardigheden te vergroten. Dit kostuum dompelt de gebruiker onder in de spelrealiteit: verandert de temperatuur, simuleert het raken van granaten, contact met de grond en obstakels.
NASA X1
Kostuum ontworpen door de North Atlantic Space Agency voor astronauten. Het is nodig om te werken met zware lasten zonder zwaartekracht..
Het toestel heeft vier aandrijvingen op knieën en heupen en zes gewrichten. Ontwikkelaars zijn van plan meer toe te voegen. Het pak is geschikt voor het werken aan het ISS en ondersteunt spiertonus zonder zwaartekracht – het stuurt gegevens over astronauten naar artsen op aarde.
Waar een exoskelet kopen en hoeveel kost het
De prijs van materialen maakt exoskeletten duur. Bijvoorbeeld Russisch ExoAthlet Het kost meer dan 1 miljoen roebel. Kostuums van buitenlandse makelij zijn veel duurder. Bijvoorbeeld REX P – 9,5 miljoen roebel.
Geleidelijk verschijnen fabrikanten met lagere prijzen. Cyberdyne produceert dus HAL voor armen, benen en het hele lichaam, die kan worden gekocht vanaf $ 4.200.
Het is beter om de prijs van apparaten op de websites van fabrikanten te achterhalen, maar deze bronnen zijn ook geschikt voor algemene informatie:
- Tiu
- AliExpress
- RoboTrends
Vergelijkbare artikelen
-
Hoe robots mensen op verschillende levensgebieden helpen
In een wereld die de vierde industriële revolutie ondergaat, wordt veel automatisch. Er zijn robots die in fabrieken werken en vereenvoudigen…
-
Neuronet – de perfecte cyberspace of controle over mensen
Vroeg of laat verbindt een persoon zijn brein met internet en bestuurt hij de apparaten om hem heen met zijn gedachten. Er komt een universele omgeving waarin mensen…
-
Wat is big data en waar is het voor?
Big data Big data is de richting waar iedereen het over heeft, maar weinig mensen weten het goed. E-commerce reuzen, industrieel…
Hoe worden exoskeletten precies gebruikt in de geneeskunde, fabrieken en het leger? Wat zijn de belangrijkste voordelen en uitdagingen bij het implementeren van deze technologieën? Heeft het gebruik van exoskeletten al geleid tot aanzienlijke verbeteringen op deze gebieden?