Exoskelette im Dienste des Menschen: in der Medizin, in Fabriken, in der Armee

Exoskelette erhöhen die menschliche Kraft, steigern die Produktivität und stellen verlorene Fähigkeiten wieder her. Sie helfen Menschen mit Behinderungen, erleichtern die Arbeit in der Industrie und verbessern die Armee.

Was ist ein Exoskelett?

In der wörtlichen Übersetzung aus dem Griechischen ist das Exoskelett ein äußeres Skelett. Automatisches Design, das verlorene oder vorhandene Körperfunktionen wiederherstellt.

Es besteht aus einem stabilen Rahmen und Antrieben, die für die Bewegung verantwortlich sind. Solche Systeme duplizieren die Arbeit des Bewegungsapparates, berechnen den Aufwand und die Sicherheit von Bewegungen.
Exoskelette werden passiv und aktiv gemacht. Die ersteren erhöhen nicht die Kraft und nehmen keine körperliche Bewegung auf sich, sondern verteilen sie im ganzen Körper. Aktive Modelle haben ihren Schwerpunkt auf dem Boden. Sie tragen einen Teil der Last auf sich. So hebt der Benutzer mehr Gewichte – der Effekt der Erhöhung der Festigkeit wird erzielt.

Erste Exoskelette

Ideen für ein Kostüm, das die Fähigkeiten verbessert, entstanden in der Fiktion. Die Prinzipien zu diesem Thema wurden vom russisch-amerikanischen Maschinenbauingenieur Nikolai Yagn formuliert. Die Sache ging zwar nicht weiter als bis zur Theorie. Die einzige Idee ist ein automatisches Gerät, das Wasser an Dampfkessel liefert – „The Stoker Friend“.

Das erste Exoskelett wurde im Pentagon hergestellt. Er nannte sich Hardiman. Es war eine Maschine mit einem großen Manipulator, in die eine Hand zur Kontrolle eingeführt werden musste. Die Tragfähigkeit betrug 110 kg, aber Hardiman brachte keine ernsthaften Vorteile. Er war zu groß und schwer (680 kg).

Seit den 1980er Jahren sind vielversprechende Projekte entstanden. In den 1990er Jahren begann die Produktion in verschiedenen Ländern. Die Kostüme waren immer noch ungeschickt, näherten sich aber der Verwendung im Leben..

Jetzt werden die meisten Exoskelette für die Medizin, die Armee oder die Industrie hergestellt.

Exoskelette für Behinderte

Ekso GT

Exoskelett zur Rehabilitation nach Schlaganfall und Rückenmarksverletzungen. Der Ekso GT ist ein Paar Roboterbeine mit Krücken zum Gehen. Die Firmware sammelt Statistiken darüber, wie viel Energie für jede Bewegung des Roboters aufgewendet wird und welche Aktionen eine Person ausführt.

Hybrid Assistive Limb (HAL)

Es gibt für Beine (HAL 3) oder für Arme-Beine-Torso (HAL 5). Hilft, die Last fünfmal mehr zu heben als eine Person. Es ist notwendig für die Rehabilitation der Gelähmten. Die Antriebe dieses Exosuits basieren auf Muskelimpulsen. Neben Menschen mit gesundheitlichen Problemen ist HAL auch für ältere Menschen, Bauherren und Arbeitnehmer des Notstandsministeriums nützlich.

Rex

Skelett für Menschen mit Beinfunktionsstörungen. Es hilft zu gehen, aufzustehen, sich zu setzen, Treppen zu steigen, sich rückwärts zu bewegen und sogar einen „Mondspaziergang“ zu machen. Der Benutzer steuert es über das Bedienfeld und den Joystick.

REX kann die Komplikationen beseitigen, die mit einem langen Aufenthalt im Rollstuhl verbunden sind.

Phönix

Exosuit zum freien Gehen mit Lähmung der Beine. Es unterscheidet sich stark von den sperrigen Modellen des letzten Jahrzehnts in Größe und Gewicht (12 kg). Dies ist möglich, da nur zwei Antriebe an den Hüften verwendet werden. Die Knie werden durch Spannungssysteme in Position gehalten.

eLegs

Exoskelett für Menschen mit Lähmungen oder eingeschränkter Beinfunktion. Gewicht – 20 kg. Geeignet für eine Person mit einer Körpergröße von 157-193 cm. Bewegungsgeschwindigkeit – ca. 3 km / h.

Der Anzug sagt Aktionen aufgrund von Neigungssensoren voraus, die beispielsweise dazu beitragen, aus dem Rollstuhl auszusteigen, wenn sich der Benutzer nach vorne beugt und sich auf Krücken stützt.

Umlauf

Bionischer Exosuit für Patienten mit Beinlähmung. Er hilft zu stehen, zu gehen, die Treppe hinaufzugehen. Die Verwaltung erfolgt über die Fernbedienung.

Militärische Exoskelette

Verteidigungsministerien und Militärforschungsinstitute aus verschiedenen Ländern haben seit dem letzten Jahrhundert versucht, ein einfaches, einfaches und dauerhaftes System für Soldaten zu entwickeln.

Im Pentagon wird dies von der DARPA Advanced Development Agency in Russland durchgeführt – von Instituten und Ingenieurbüros, die vom Verteidigungsministerium in Auftrag gegeben wurden. Ähnliche Projekte laufen in China, Japan, Israel und europäischen Ländern..

XOS 2

Eines der bekanntesten Exoskelette der Armee. Seine Aufgabe ist es, die körperlichen Fähigkeiten eines Soldaten zu verbessern. Rüstung nicht enthalten.

Der Anzug hilft bei Logistik und Angriffen. Er fügt Kraft hinzu, die ausreicht, um schwere Lasten zu tragen, Holzbalken und Backsteinmauern zu zerstören.

Talos

Dies ist ein kompletter Anzug. Es hat die Funktionen einer Rüstung und ein System, das die Stärke erhöht. Es hilft, mit Ausrüstung bis zu 45 kg zu kämpfen. Der Anzug verfolgt die Vitalfunktionen und stoppt sogar die Blutung.

Die Zusammensetzung und die spezifischen Eigenschaften der Ausrüstung werden normalerweise nicht veröffentlicht – Talos wird auf thematischen Ausstellungen mit einer allgemeinen Präsentation gezeigt.

Exohiker

Dieses Skelett ist nicht als Armee positioniert, aber für das Militär interessant. Ihre Aufgabe ist es, den Transfer schwerer Rucksäcke während der Kampagne zu erleichtern. ExoHiker wiegt 14 kg, entlastet aber 70 kg. Mit einer einzigen Ladung ohne Anschluss einer Solarbatterie legt sie 65 km mit einer Geschwindigkeit von ca. 4 km / h zurück.

Industrielle Exoskelette

H-Lex

Gewichtheber von Hyundai. Es ist für Menschen mit eingeschränkter Mobilität geeignet, aber aufgrund der Größe unpraktisch. Daher liegt der Schwerpunkt auf der Arbeit in der Industrie. Wo Sie bis zu 60 kg heben müssen.

Stuhlloser Stuhl

Diese Exostula ist für diejenigen, die an ihren Füßen arbeiten. Es löst Muskelverspannungen, wenn Sie längere Zeit in einer Halbhocke sein müssen, in der Hocke oder im Stehen. Praktisch für die Arbeit in der Werkstatt, an der Verpackungslinie, in der Küche, im Friseur. Das Gerät ist flexibel und mobil.

Exosuit

Entwickelt für Taucher, die Wasserdruck und niedrigen Temperaturen in einer Tiefe von 300 Metern standhalten. Tatsächlich ist dies ein verstärkter Tauchanzug mit einem Gewicht von 240 kg und vier Motoren.

MS-02 PowerLoader

Roboteranzug für viele Aufgaben. Die Entwickler empfehlen die Verwendung bei Rettungsaktionen, bei denen Sie Objekte mit einem Gewicht von bis zu 100 kg anheben müssen.

Es gibt mehrere Manipulatoren im System und Sensoren befinden sich in den Sohlen der „Beine“. Sie analysieren die Belastung einer Person in sechs Vektoren und berechnen, wie viel Maschinenaufwand erforderlich ist, um zu helfen.

MAX SuitX

Exoskelett für Mover. Das Design dupliziert den Bewegungsapparat und entfernt einen Teil der Last von ihm. Es hängt ständig an einer Person in einem deaktivierten Zustand, erkennt jedoch automatisch den Moment, in dem die Arbeit beginnt und sich einschaltet.

Hilfsanzug AWN-03

Panasonic Power Exoskeleton für Lagerarbeiter. Es ist an Schultern, Hüften und im unteren Rückenbereich befestigt. Die Hauptaufgabe besteht darin, die Last von der Wirbelsäule und den Rückenmuskeln während der Gewichtsübertragung zu entfernen.

Russische Exoskelette

ExoAthlet

Russische Entwicklung zur Rehabilitation von Patienten mit Bein- und Rückenmarksproblemen. Einer der Piloten und Botschafter von ExoAtlet ist der paralympische Rollstuhl-Curling-Champion Vitaly Danilov.

Exoskelett Stokhanov

Industrieauszug von Entwicklern aus Perm. Berechnungen zufolge erhöht es die Arbeitsproduktivität in Ingenieur-, Bau- und Rettungseinsätzen um das 2-5-fache.

Exobelt

Passives Exoskelett der Firma ExoAtlant. Das Projekt befindet sich noch in der Entwicklung. Es wird davon ausgegangen, dass während der Gewichtsübertragung bis zu 40% der Last vom Rücken entfernt werden..

Der erste Partner des Unternehmens wird die Sberbank sein. Das Exoskelett wird von Mitarbeitern getestet, die Taschen mit Gold und anderen Wertsachen tragen

Exoskelette der Zukunft

Die Branche wächst: Geräte werden kleiner, Funktionen werden breiter. Es gibt Modelle nicht nur für Medizin, Industrie oder Armee:

ARAIG

Exoskelett-Controller für Gamer. Es wurde nicht geschaffen, um Waren zu transportieren oder Fähigkeiten zu verbessern. Dieses Kostüm taucht den Benutzer in die Realität des Spiels ein: Ändert die Temperatur, simuliert den Treffer von Muscheln, den Kontakt mit dem Boden und Hindernissen.

NASA X1

Kostüm entworfen von der North Atlantic Space Agency für Astronauten. Es wird benötigt, um mit schweren Lasten in Schwerelosigkeit zu arbeiten..

Das Gerät verfügt über vier Antriebe an Knien und Hüften sowie sechs Gelenke. Entwickler planen, weitere hinzuzufügen. Der Anzug eignet sich für die Arbeit an der ISS und zur Unterstützung des Muskeltonus in der Schwerelosigkeit – er sendet Daten über Astronauten an Ärzte auf der Erde.

Wo kann man ein Exoskelett kaufen und wie viel kostet es?

Der Materialpreis macht Exoskelette teuer. Zum Beispiel Russisch ExoAthlet Es kostet mehr als 1 Million Rubel. Kostüme ausländischer Herstellung sind viel teurer. Zum Beispiel REX P – 9,5 Millionen Rubel.

Allmählich erscheinen Hersteller mit niedrigeren Preisen. Cyberdyne produziert also HAL für Arme, Beine und den ganzen Körper, das ab 4.200 US-Dollar erhältlich ist.

Es ist besser, den Preis von Geräten auf den Websites der Hersteller herauszufinden, aber diese Ressourcen eignen sich auch für allgemeine Informationen:

Tiu
AliExpress
RoboTrends

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Was ist ein Exoskelett?

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