Eksoskelet je zunanji okvir, ki človeku omogoča, da izvaja resnično fantastična dejanja: dviguje uteži, leti, teče z veliko hitrostjo, naredi velikanske skoke itd. In če mislite, da imajo takšne naprave samo glavni junaki "Iron Man" ali "Avatar", potem se močno motite. Človeštvu so na voljo že od 60. let prejšnjega stoletja. prejšnje stoletje; še več, lahko se naučite, kako sestaviti eksoskelet z lastnimi rokami! Vendar pa najprej najprej.
Exoskeleton: Uvod
Danes si lahko enostavno kupite eksoskelet - podobne izdelke proizvajajo Ekso Bionics in Hybrid Assistive Limb (Japonska), Indego (ZDA), ReWalk (Izrael). A le, če imate dodatnih 75-120 tisoč evrov. V Rusiji zaenkrat izdelujejo le medicinske eksoskelete. Oblikuje in izdeluje jih Exoathlet.
Prvi eksoskelet so izdelali znanstveniki iz korporacij General Electric in United States Military že v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Imenoval se je Hardiman in je lahko v zrak prosto dvignil tovor 110 kg. Oseba, ki je pri tem nadela to napravo, je doživela obremenitev, kotpri dvigovanju 4,5 kg! Šele zdaj je sam Hardiman tehtal vseh 680 kg. Zato ni bil v velikem povpraševanju.
Vsi eksoskeleti so razdeljeni na tri vrste:
- popolnoma robotiziran;
- za roke;
- za noge.
Sodobne robotske obleke tehtajo od 5 do 30 kg in več. So aktivni in pasivni (delujejo samo na ukaz operaterja). Glede na njihov namen delimo eksoskelete na vojaške, medicinske, industrijske in vesoljske. Razmislite o najbolj čudovitih izmed njih.
Najimpresivnejši eksoskeleti našega časa
Sestavljanje takšnih eksoskeletov z lastnimi rokami doma v bližnji prihodnosti seveda ne bo delovalo, vendar jih je vredno spoznati:
- DM (Sanjski stroj). Gre za popolnoma avtomatski hidravlični eksoskelet, ki ga upravlja glas svojega operaterja. Naprava tehta 21 kg in je sposobna vzdržati osebo, ki tehta do centnerja. Doslej se uporablja za rehabilitacijo bolnikov, ki zaradi bolezni osrednjega živčevja ali drugih živčno-mišičnih bolezni ne morejo hoditi. Približni stroški - 7 milijonov rubljev.
- Ekso GT. Poslanstvo tega eksoskeleta je enako kot prejšnjega - pomaga ljudem s patologijami motoričnih funkcij nog. Lastnosti so podobne prejšnjemu, cena je 7,5 milijona rubljev.
- ReWalk. Zasnovan je tako, da ljudem s paralizo spodnjih okončin ponovno omogoči gibanje. Naprava tehta 25 kg in lahko deluje brez polnjenja 3 ure. Eksoskelet je na voljo v Evropi in ZDA za 3,5 milijona evrovrubljev.
- REX. Danes je to napravo mogoče kupiti v Rusiji za 9 milijonov rubljev. Eksoskelet daje ljudem s paralizo nog ne samo samostojno hojo, ampak tudi sposobnost, da stojijo/sedejo, se obračajo, hodijo po luni, se spuščajo po stopnicah itd. REX je krmiljen s krmilno palčko in lahko deluje ves dan brez polnjenja.
- HAL (hibridna pomočna okončina). Obstajata dve različici - za roke in za roke/noge/torzo. Ta izum omogoča operaterju, da dvigne utež, 5-krat težjo od omejitve za osebo. Uporablja se tudi za rehabilitacijo paraliziranih ljudi. Ta eksoskelet tehta le 12 kg, njegovo polnjenje pa zadostuje za 1,0-1,5 ure.
Kako narediti eksoskelet z lastnimi rokami: James Hacksmith Hobson
Prva in doslej edina oseba, ki ji je uspelo konstruirati eksoskelet v nelaboratorijskih pogojih, je kanadski inženir James Hobson. Izumitelj je sestavil napravo, ki mu omogoča prosto dvigovanje 78-kilogramskih blokov pepela v zrak. Njegov eksoskelet deluje na pnevmatskih cilindrih, ki jih z energijo oskrbuje kompresor, naprava pa se upravlja z daljinskim upravljalnikom.
Kanadski ne skriva svojega izuma. Kako sestaviti eksoskelet z lastnimi rokami po njegovem zgledu, lahko izveste na spletni strani inženirja in na njegovem kanalu YouTube. Vendar upoštevajte, da teža, ki jo dvigne tak eksoskelet, leži izključno na hrbtenici operaterja.
DIY eksoskelet:vzorec diagrama
Ni podrobnih navodil, ki bi vam omogočila enostavno sestavljanje eksoskeleta doma. Vendar je jasno, da bo potreboval:
- okvir, za katerega sta značilna moč in mobilnost;
- hidravlični bati;
- tlačne komore;
- vakuumske črpalke;
- napajalnik;
- trpežne cevi, ki lahko prenesejo visok tlak;
- krmilni računalnik;
- senzorji;
- programska oprema, ki vam omogoča pošiljanje in pretvarjanje informacij iz senzorjev za želeno delovanje ventilov.
Kako bo ta sestava približno delovala:
- Ena črpalka bi morala povečati tlak v sistemu, druga pa zmanjšati.
- Delovanje ventilov je odvisno od tlaka v tlačnih komorah, katerega povečanje/zmanjšanje bo nadzorovalo sistem.
- Položaj senzorjev (proti gibanju okončin): šest - rok, štiri - hrbet, tri - noge, dve nogi (skupaj več kot 30).
- Programska oprema mora preprečiti pritisk na senzorje.
- Signale senzorja je treba razdeliti na pogojne (informacije iz njih so koristne, če brezpogojni senzor ne "govori" o pritisku, ki ga doživlja) in brezpogojne. Pogojenost/brezpogojnost teh elementov je mogoče določiti na primer z merilnikom pospeška.
- Eksoskeletne roke - s tremi prsti, ločene od operaterjevega zapestja - za preprečevanje poškodb in dodatno moč.
- Vir napajanja je izbran po montaži in poskusnem testiranju eksoskeleta.
Robotske obleke, zaenkratle na področju rehabilitacije, že začenjajo vstopati v naše življenje. Obstajajo izumitelji, ki so sposobni zgraditi takšno napravo zunaj laboratorija. Povsem možno je, da bo v bližnji prihodnosti vsak študent lahko sestavil eksoskelet Stalkerja z lastnimi rokami. Že zdaj je mogoče napovedati, da so takšni sistemi prihodnost.
