Esoscheletri al servizio dell’uomo: in medicina, fabbriche, esercito

Gli esoscheletri aumentano la forza umana, aumentano la produttività e ripristinano le abilità perse. Aiutano le persone con disabilità, facilitano il lavoro nell’industria e migliorano l’esercito.

Che cos’è un esoscheletro?

braccio esoscheletrico

Nella traduzione letterale dal greco, l’esoscheletro è uno scheletro esterno. Design automatico che ripristina la perdita o migliora le funzioni corporee esistenti.

È costituito da un telaio robusto e unità che sono responsabili del movimento. Tali sistemi duplicano il lavoro del sistema muscolo-scheletrico, calcolano gli sforzi e la sicurezza dei movimenti.
Gli esoscheletri sono resi passivi e attivi. I primi non aumentano la forza e non si esercitano su se stessi, ma li distribuiscono in tutto il corpo. I modelli attivi hanno la loro enfasi sul terreno. Prendono parte dell’onere su se stessi. Quindi l’utente solleva più pesi – si ottiene l’effetto di aumentare la forza.

Primi esoscheletri

primo esoscheletro di hardiman

Le idee per un costume che esalta l’abilità sono nate dalla finzione. I principi in materia sono stati formulati dall’ingegnere meccanico russo-americano Nikolai Yagn. È vero, la questione non è andata oltre la teoria. L’unica idea incorporata è un dispositivo automatico che eroga acqua per caldaie a vapore – “The Stoker Friend”.

Il primo esoscheletro fu realizzato al Pentagono. Si chiamava – Hardiman. Era una macchina con un grande manipolatore, in cui era necessario inserire una mano per il controllo. La sua capacità di carico era di 110 kg, ma Hardiman non ha portato seri benefici. Era troppo grande e pesante (680 kg).

Dagli anni ’80 sono comparsi progetti promettenti. Negli anni ’90 la produzione iniziò in diversi paesi. I costumi erano ancora goffi, ma si stavano avvicinando all’utilizzo nella vita..

Ora la maggior parte degli esoscheletri sono fatti per medicina, esercito o industria.

Esoscheletri per disabili


Ekso GT

esoscheletro ekso gt

Esoscheletro per riabilitazione dopo ictus e lesioni del midollo spinale. L’Ekso GT è un paio di gambe robotizzate con stampelle per camminare. Il firmware raccoglie statistiche su quanta energia viene spesa per ogni movimento del robot e su quali azioni esegue una persona.

Hybrid Assistive Limb (HAL)

esoscheletro ibrido assistive hal degli arti

C’è per le gambe (HAL 3) o per braccia-gambe-busto (HAL 5). Aiuta a sollevare il carico 5 volte più di una persona. È necessario per la riabilitazione dei paralizzati. Le pulsioni di questo exosuit funzionano dagli impulsi muscolari. Oltre alle persone con problemi di salute, HAL è utile per gli anziani, i costruttori, i lavoratori del Ministero delle Emergenze.

Rex

scheletro exocell

Scheletro per persone con disfunzione delle gambe. Aiuta a camminare, alzarsi, sedersi, salire le scale, spostarsi all’indietro e persino fare una “passeggiata lunare”. L’utente lo controlla dal pannello di controllo e dal joystick.

REX può rimuovere le complicazioni associate a una lunga permanenza in sedia a rotelle.

Fenice

esokeleton fenice

Exosuit per camminare liberamente con paralisi delle gambe. È molto diverso dai modelli voluminosi dell’ultimo decennio in termini di dimensioni e peso (12 kg). Ciò è possibile grazie all’utilizzo di solo due unità sui fianchi. Le ginocchia sono mantenute in posizione da sistemi di tensione.

eLEGS

ecolegel eLegs

Esoscheletro per persone con paralisi o funzionalità delle gambe compromessa. Peso – 20 kg. Adatto a una persona con un’altezza di 157-193 cm Velocità di movimento – circa 3 km / h.

La tuta prevede azioni dovute ai sensori di inclinazione, ad esempio, aiuta ad alzarsi da una sedia a rotelle quando l’utente si sporge in avanti e si appoggia sulle stampelle.

ReWalk

scheletro exocell

Exosuit bionico per pazienti con paralisi delle gambe. Aiuta a stare in piedi, camminare, salire le scale. La gestione viene effettuata tramite il telecomando in mano.

Esoscheletri militari


Ministeri della difesa e istituti di ricerca militare di diversi paesi hanno cercato dal secolo scorso di sviluppare un sistema facile, semplice e duraturo per i soldati.

Nel Pentagono, ciò viene fatto dall’Agenzia per lo sviluppo avanzato della DARPA, in Russia, da istituti e uffici di ingegneria, commissionati dal Ministero della Difesa. Progetti simili sono in corso in Cina, Giappone, Israele e paesi europei..

XOS 2

Esoscheletro XOS 2

Uno degli esoscheletri più famosi per l’esercito. Il suo compito è quello di aumentare le capacità fisiche di un soldato. Armatura non inclusa.

La tuta aiuta nella logistica e negli assalti. Aggiunge la forza sufficiente per trasportare carichi pesanti, la distruzione di travi in ​​legno e muri di mattoni.

Talos

talos esoscheletro

Questo è un abito completo. Ha le funzioni di armatura e un sistema che aumenta la forza. Aiuta a combattere con attrezzature fino a 45 kg. La tuta tiene traccia dei segni vitali e persino smette di sanguinare.

La composizione e le caratteristiche specifiche delle attrezzature di solito non vengono pubblicate – Talos viene mostrato in mostre tematiche con una presentazione generale.

Exohiker

esca scheletro esoscheletro

Questo scheletro non è posizionato come un esercito, ma interessante per i militari. Il suo compito è facilitare il trasferimento di zaini pesanti durante la campagna. ExoHiker pesa 14 kg, ma rimuove il carico di 70 kg. Con una singola carica senza collegare una batteria solare, percorre 65 km a una velocità di circa 4 km / h.

Esoscheletri industriali


H-lex

esoscheletro h-lex

Apparecchi per sollevamento pesi Hyundai. È adatto a persone con mobilità ridotta, ma scomodo a causa delle grandi dimensioni. Pertanto, l’accento principale è posto sul lavoro nell’industria. Dove devi sollevare fino a 60 kg.

Sedia Chairless

sedia esagonale chairless

Questa esostula è per coloro che lavorano in piedi. Allevia la tensione muscolare quando devi stare in semi-squat a lungo, in posizione accovacciata o in piedi. Conveniente per il lavoro in officina, sulla linea di confezionamento, cucina, parrucchiere. Il dispositivo è flessibile e mobile.

Exosuit

esoscheletro

Progettato per i subacquei in grado di resistere alla pressione dell’acqua e alle basse temperature a una profondità di 300 metri. In realtà, questa è una muta da sub rinforzata del peso di 240 kg con quattro motori.

MS-02 PowerLoader

powerloader esoscheletro ms 02

Abito robot per molte attività. Gli sviluppatori suggeriscono di usarlo nelle operazioni di salvataggio, dove è necessario sollevare oggetti con un peso fino a 100 kg.

Esistono diversi manipolatori nel sistema e i sensori si trovano nella pianta delle “gambe”. Analizzano il carico su una persona in sei vettori e calcolano la quantità di sforzo della macchina che deve essere applicata per aiutare.

MAX SuitX

esoscheletro max suitx

Esoscheletro per motori. Il design duplica il sistema muscolo-scheletrico, rimuovendo parte del carico da esso. Si blocca costantemente su una persona in uno stato disattivato, ma riconosce automaticamente il momento in cui il lavoro inizia e si accende.

Assist Suit Suit AWN-03

Exoskelet Assist Suit AWN-03

Panasonic Power Exoskeleton per i magazzinieri. È fissato su spalle, fianchi e parte bassa della schiena. Il compito principale è quello di rimuovere il carico dalla colonna vertebrale e dai muscoli della schiena durante il trasferimento di peso.

Esoscheletri russi


ExoAthlet

exo-atleta

Sviluppo russo per la riabilitazione di pazienti con problemi alle gambe e al midollo spinale. Uno dei piloti e degli ambasciatori di ExoAtlet è il campione paralimpico di curling su sedia a rotelle Vitaly Danilov.

Esoscheletro Stokhanov

Esoscheletro Stokhanov

Exosuit industriale da sviluppatori da Perm. Secondo i calcoli, aumenta la produttività del lavoro nelle operazioni di ingegneria, costruzione e salvataggio di 2-5 volte.

Exobelt

Esoscheletro ExoBelt

Esoscheletro passivo dell’azienda ExoAtlant. Il progetto è ancora in fase di sviluppo. Si presume che rimuoverà fino al 40% del carico dalla parte posteriore durante il trasferimento del peso..

Il primo partner dell’azienda sarà Sberbank. Exoskeleton sarà testato da dipendenti che portano sacchi d’oro e altri oggetti di valore

Exoskeletons of the Future


L’industria sta crescendo: i dispositivi stanno diminuendo di dimensioni, le funzioni stanno diventando più ampie. Esistono modelli non solo per la medicina, l’industria o l’esercito:

ARAIG

gioco esoscheletro ARAIG

Controller Exoskeleton per i giocatori. Non è stato creato per trasportare merci o aumentare le abilità. Questo costume immerge l’utente nella realtà del gioco: cambia la temperatura, simula il colpo di conchiglie, il contatto con il terreno e gli ostacoli.

NASA X1

NASA X1

Costume disegnato dall’agenzia spaziale del Nord Atlantico per gli astronauti. È necessario per lavorare con carichi pesanti a gravità zero..

Il dispositivo ha quattro unità su ginocchia e fianchi e sei articolazioni. Gli sviluppatori prevedono di aggiungere altro. La tuta è adatta per lavorare sulla ISS e supportare il tono muscolare a gravità zero – invia i dati sugli astronauti ai medici sulla Terra.

Dove acquistare un esoscheletro e quanto costa


Il prezzo dei materiali rende gli esoscheletri costosi. Ad esempio, russo ExoAthlet Costa più di 1 milione di rubli. I costumi di fabbricazione straniera sono molto più costosi. Ad esempio, REX P – 9,5 milioni di rubli.

A poco a poco compaiono produttori con prezzi più bassi. Quindi, Cyberdyne produce HAL per braccia, gambe e tutto il corpo, che può essere acquistato da $ 4.200.

È meglio scoprire il prezzo dei dispositivi sui siti Web dei produttori, ma queste risorse sono anche adatte per informazioni generali:

  • Tiu
  • AliExpress
  • RoboTrends
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