Een exoskelet is een extern frame waarmee een persoon werkelijk fantastische acties kan uitvoeren: gewichten heffen, vliegen, rennen met grote snelheid, gigantische sprongen maken, enz. En als je denkt dat alleen de hoofdpersonen van "Iron Man" of "Avatar" dergelijke apparaten hebben, dan vergis je je diep. Ze zijn sinds de jaren 60 beschikbaar voor de mensheid. laatste eeuw; bovendien kun je leren hoe je met je eigen handen een exoskelet in elkaar zet! Maar de eerste dingen eerst.
Exoskelet: Inleiding
Vandaag kun je gemakkelijk een exoskelet voor jezelf kopen - vergelijkbare producten worden geproduceerd door Ekso Bionics en Hybrid Assistive Limb (Japan), Indego (VS), ReWalk (Israël). Maar alleen als je 75-120 duizend euro extra hebt. In Rusland worden tot nu toe alleen medische exoskeletten geproduceerd. Ze zijn ontworpen en vervaardigd door Exoathlet.
Het eerste exoskelet werd in de jaren zestig van de vorige eeuw gemaakt door wetenschappers van de bedrijven General Electric en United States Military. Het heette Hardiman en kon vrijelijk een last van 110 kg de lucht in tillen. De persoon die dit apparaat tijdens het proces aantrok, ervoer een belasting, zoals:bij het tillen van 4,5 kg! Alleen nu woog Hardiman zelf alle 680 kg. Daarom was er niet veel vraag naar hem.
Alle exoskeletten zijn onderverdeeld in drie typen:
- volledig robotachtig;
- voor handen;
- voor benen.
Moderne robotpakken wegen van 5 tot 30 kg en meer. Ze zijn zowel actief als passief (werkt alleen op bevel van de operator). Volgens hun doel zijn exoskeletten verdeeld in militair, medisch, industrieel en ruimte. Beschouw de meest fantastische van hen.
De meest indrukwekkende exoskeletten van onze tijd
Het in de nabije toekomst thuis in elkaar zetten van dergelijke exoskeletten met je eigen handen zal natuurlijk niet werken, maar het is de moeite waard om ze te leren kennen:
- DM (Droommachine). Het is een volautomatisch hydraulisch exoskelet dat wordt bestuurd door de stem van de operator. Het apparaat weegt 21 kg en is bestand tegen een persoon met een gewicht tot een cent. Tot nu toe wordt het gebruikt voor de revalidatie van patiënten die niet kunnen lopen vanwege ziekten van het centrale zenuwstelsel of andere neuromusculaire aandoeningen. Geschatte kosten - 7 miljoen roebel.
- Ekso GT. De missie van dit exoskelet is hetzelfde als de vorige - het helpt mensen met pathologieën van de motorische functies van de benen. De kenmerken zijn vergelijkbaar met de vorige, de prijs is 7,5 miljoen roebel.
- ReWalk. Het is ontworpen om mensen met verlamming van de onderste ledematen weer beweging te geven. Het apparaat weegt 25 kg en kan 3 uur werken zonder opladen. Het exoskelet is beschikbaar in Europa en de VS voor het equivalent van 3,5 miljoenroebel.
- REX. Tegenwoordig kan dit apparaat in Rusland worden gekocht voor 9 miljoen roebel. Het exoskelet geeft mensen met beenverlamming niet alleen zelfstandig lopen, maar ook de mogelijkheid om te staan/zitten, omdraaien, moonwalken, trappen aflopen, etc. REX wordt door een joystick bestuurd en kan de hele dag functioneren zonder op te laden.
- HAL (hybride ondersteunende ledematen). Er zijn twee versies - voor armen en voor armen/benen/romp. Met deze uitvinding kan de bediener een gewicht optillen dat 5 keer zwaarder is dan de limiet voor een persoon. Het wordt ook gebruikt voor de revalidatie van verlamde mensen. Dit exoskelet weegt slechts 12 kg en is voldoende voor 1,0-1,5 uur.
Hoe maak je een exoskelet met je eigen handen: James Hacksmith Hobson
De eerste en tot nu toe de enige persoon die erin is geslaagd een exoskelet te bouwen in niet-laboratoriumomstandigheden, is de Canadese ingenieur James Hobson. De uitvinder assembleerde een apparaat waarmee hij sintelblokken van 78 kilogram vrijelijk de lucht in kan tillen. Zijn exoskelet werkt op pneumatische cilinders, die door de compressor van energie worden voorzien, en het apparaat wordt bestuurd met een afstandsbediening.
Canadees houdt zijn uitvinding niet geheim. Op de website van de ingenieur en op zijn YouTube-kanaal kun je ontdekken hoe je met je eigen handen een exoskelet in elkaar kunt zetten. Houd er echter rekening mee dat het gewicht dat door een dergelijk exoskelet wordt opgetild uitsluitend op de ruggengraat van de gebruiker rust.
DIY exoskelet:voorbeelddiagram
Er zijn geen gedetailleerde instructies waarmee je eenvoudig thuis een exoskelet in elkaar kunt zetten. Het is echter duidelijk dat het nodig heeft:
- frame, gekenmerkt door kracht en mobiliteit;
- hydraulische zuigers;
- drukkamers;
- vacuümpompen;
- voeding;
- duurzame buizen die bestand zijn tegen hoge druk;
- controlecomputer;
- sensoren;
- software waarmee u informatie van sensoren kunt verzenden en converteren voor de gewenste werking van de kleppen.
Hoe deze compositie ongeveer zal werken:
- De ene pomp moet de druk in het systeem verhogen, de andere moet deze verlagen.
- De werking van de kleppen hangt af van de druk in de drukkamers, waarvan de toename/afname het systeem zal regelen.
- Positie van sensoren (tegen de beweging van de ledematen): zes - armen, vier - rug, drie - benen, twee voeten (meer dan 30 in totaal).
- Software moet druk op sensoren voorkomen.
- Sensorsignalen moeten worden onderverdeeld in voorwaardelijk (informatie daaruit is handig als de onvoorwaardelijke sensor niet "spreekt" over de druk die hij ervaart) en onvoorwaardelijk. De conditionaliteit / onvoorwaardelijkheid van deze elementen kan bijvoorbeeld worden bepaald door een versnellingsmeter.
- Exoskelet-handen - met drie vingers, gescheiden van de pols van de gebruiker - om letsel te voorkomen en extra kracht te geven.
- De stroombron wordt geselecteerd na montage en proeftesten van het exoskelet.
Robotpakken, tot nu toealleen op het gebied van revalidatie, beginnen ons leven al binnen te komen. Er zijn uitvinders die zo'n apparaat buiten het laboratorium kunnen bouwen. Het is heel goed mogelijk dat in de nabije toekomst elke student het Stalker-exoskelet met zijn eigen handen kan monteren. Het is nu al mogelijk om te voorspellen dat dergelijke systemen de toekomst hebben.
