Ett exoskelett är en yttre ram som gör att en person kan utföra verkligt fantastiska handlingar: lyfta vikter, flyga, springa i hög hastighet, göra jättehopp, etc. Och om du tror att bara huvudkaraktärerna i "Iron Man" eller "Avatar" har sådana enheter, så har du djupt fel. De har varit tillgängliga för mänskligheten sedan 60-talet. förra århundradet; Dessutom kan du lära dig hur man monterar ett exoskelett med dina egna händer! Men först till kvarn.
Exoskeleton: Introduction
Idag kan du enkelt köpa dig ett exoskelett - liknande produkter produceras av Ekso Bionics och Hybrid Assistive Limb (Japan), Indego (USA), ReWalk (Israel). Men bara om du har 75-120 tusen euro extra. I Ryssland produceras bara medicinska exoskelett än så länge. De är designade och tillverkade av Exoathlet.
Det första exoskelettet gjordes av forskare från företagen General Electric och United States Military redan på sextiotalet av förra seklet. Den hette Hardiman och kunde fritt lyfta en last på 110 kg i luften. Personen som satte på den här enheten i processen upplevde en belastning, somvid lyft på 4,5 kg! Först nu vägde Hardiman själv alla 680 kg. Det var därför han inte var så eftertraktad.
Alla exoskelett är indelade i tre typer:
- helt robotic;
- för händer;
- för ben.
Moderna robotdräkter väger från 5 till 30 kg och mer. De är både aktiva och passiva (fungerar endast på operatörens kommando). Enligt deras syfte är exoskelett indelade i militär, medicinsk, industriell och rymd. Tänk på den mest underbara av dem.
Vår tids mest imponerande exoskelett
Att montera sådana exoskelett med egna händer hemma inom en snar framtid kommer naturligtvis inte att fungera, men det är värt att lära känna dem:
- DM (Drömmaskin). Det är ett helautomatiskt hydrauliskt exoskelett som styrs av operatörens röst. Enheten väger 21 kg och tål en person som väger upp till en centner. Än så länge används det för rehabilitering av patienter som inte kan gå på grund av sjukdomar i centrala nervsystemet eller andra neuromuskulära sjukdomar. Ungefärlig kostnad - 7 miljoner rubel.
- Ekso GT. Uppdraget för detta exoskelett är detsamma som det föregående - det hjälper människor med patologier i benens motoriska funktioner. Egenskaperna liknar den föregående, priset är 7,5 miljoner rubel.
- ReWalk. Den är utformad för att ge rörelse till personer med förlamning av nedre extremiteterna igen. Enheten väger 25 kg och kan fungera utan att laddas i 3 timmar. Exoskelettet finns i Europa och USA för motsvarande 3,5 miljonerrubel.
- REX. Idag kan denna enhet köpas i Ryssland för 9 miljoner rubel. Exoskelettet ger personer med benförlamning inte bara självständig gång, utan också möjligheten att stå/sitta ner, vända sig om, gå månpromenader, gå i trappor, etc. REX styrs med joystick och kan fungera hela dagen utan att laddas om.
- HAL (Hybrid Assistive Limb). Det finns två versioner - för armar och för armar / ben / bål. Denna uppfinning tillåter operatören att lyfta en vikt 5 gånger tyngre än gränsen för en person. Det används också för rehabilitering av förlamade personer. Detta exoskelett väger endast 12 kg och dess laddning räcker för 1,0-1,5 timmar.
Hur man gör ett exoskelett med egna händer: James Hacksmith Hobson
Den första och hittills enda personen som har lyckats konstruera ett exoskelett under icke-laboratorieförhållanden är den kanadensiske ingenjören James Hobson. Uppfinnaren satte ihop en anordning som gör att han fritt kan lyfta 78 kilo tunga askeblock i luften. Hans exoskelett arbetar på pneumatiska cylindrar, som försörjs med energi från kompressorn, och enheten styrs med en fjärrkontroll.
Canadian håller inte sin uppfinning hemlig. Du kan ta reda på hur du monterar ett exoskelett med dina egna händer efter hans exempel på ingenjörens webbplats och på hans YouTube-kanal. Observera dock att vikten som lyfts av ett sådant exoskelett enbart vilar på operatörens ryggrad.
DIY exoskelett:exempeldiagram
Det finns inga detaljerade instruktioner som gör att du enkelt kan montera ett exoskelett hemma. Det är dock klart att det kommer att behövas:
- ram, kännetecknad av styrka och rörlighet;
- hydrauliska kolvar;
- tryckkammare;
- vakuumpumpar;
- strömförsörjning;
- tåliga rör som tål högt tryck;
- kontrolldator;
- sensorer;
- programvara som låter dig skicka och konvertera information från sensorer för önskad drift av ventilerna.
Hur den här kompositionen ungefär kommer att fungera:
- En pump ska öka trycket i systemet, den andra ska minska det.
- Ventilernas funktion beror på trycket i tryckkamrarna, vars ökning/minskning kommer att styra systemet.
- Sensorernas position (mot lemmarnas rörelse): sex - armar, fyra - rygg, tre - ben, två fötter (mer än 30 tot alt).
- Programvara bör förhindra tryck på sensorer.
- Sensorsignaler måste delas in i villkorliga (information från dem är användbar om den ovillkorliga sensorn inte "talar" om trycket den upplever) och ovillkorlig. Villkorligheten/ovillkorligheten för dessa element kan bestämmas, till exempel med en accelerometer.
- Exoskeletthänder - trefingrade, åtskilda från operatörens handled - för att förhindra skador och ge ytterligare styrka.
- Strömkällan väljs efter montering och testning av exoskelettet.
Robotdräkter, än så längebara inom rehabiliteringsområdet, börjar redan komma in i våra liv. Det finns uppfinnare som kan bygga en sådan apparat utanför laboratoriet. Det är mycket möjligt att inom en snar framtid kommer varje student att kunna montera Stalker exoskelettet med sina egna händer. Det är redan möjligt att förutse att sådana system är framtiden.
