Новости

2021.11.22 [Экзоскелеты. Внедрения] На Ульяновском автозаводе (УАЗ) компанией "Восток Сервис" представлены экзоскелеты Exorise X-Soft и Exorise X-Soft Lady. Из публикации неясно, идет ли речь о пилотном проекте или о начале коммерческого внедрения. Производители экзоскелетов. 

2021.11.16 Розничная сеть "Магнит" апробирует промышленный экзоскелет компании «Экзаурус» в логистических операциях. Решение может компенсировать около 20% нагрузки для сотрудника при подъеме тяжелых грузов, увеличить индивидуальную работоспособность до 10% и улучшить условия труда. Пилотирование стартовало в распределительном центре сети "Магнит" в Коломне и продлится до конца 2021 года.

2015.08.28 Экзоскелеты: грань будущего уже в России  

2015.08.19 В Новосибирске идут переговоры между заводом Швабе и местным медтехнопарком о возможности производства экзоскелетов отечественного производства. Разработка экзоскелета и устройства снятия управляющего сигнала с мозга человека в Новосибирске еще далека от готовности к переходу к промышленному производству. До начала выпуска пройдет не менее 3-4 лет. Разработка отечественных экзоскелетов идет и в других российских компаниях, так что кто первый запустит их производство, пока что не известно.  

2015.08.07 Robot exosceleton remote control. Любительская поделка на основе Lego. 

2015.07.06 Компания Panasonic представила силовой экзоскелет Assist Suit AWN-03.  

2015.07.04 Силовые экзоскелеты начали использовать в аэропортах Японии. 

2015.06.18 В Штутгарте показали первый европейский экзоскелет Robo-Mate. 

2015.05.21 В Samsung решили включиться в разработки роботизированных экзоскелетов. Компания Samsung запатентовала экзоскелет, предназначенный военным.

2015.05.12 Exoskeleton that helps Paralyzed walked faces barrier in Japan.  

2015.05.08 Diplomat не верит в скорое появление в России «универсального солдата». О том, как в ОПК (Ростех) намереваются "примерно через 5 лет" разработать нейроинтерфейс для управления экзоскелетами, позволяющими солдату переносить до 300 кг военного снаряжения. 

2015.05.08 Робокостюмы HAL помогают банковским работникам переносить тяжелые стопки денег 

2015.05.08 Робота-перчатку для восстановления после инсульта разработали в Европе 

2015.05.03 Роботизированный экзоскелет Harmony поможет реабилитации 

2015.03.31 Стать роботом: для чего нужны экзоскелеты. #Экзоатлет. 

2012.10.20 Японские экзоскелеты HAL - новая версия с защитой от радиации 

 

Что такое экзоскелет

Термин происходит от греческого "внешний скелет". Экзоскелеты также называют "носимыми роботами". Служат для разгрузки скелета и мышц человека, позволяя ему выполнять различный физический труд не уставая, либо усиливая физические возможности человека за пределы возможностей среднеразвитого человека. Экзоскелеты повторяют биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях, а также могут повышать защищенность человека от внешних воздействий. В системе человек-экзоскелет часть функций, например, поддержание равновесия, остается за человеком, тогда как тяжесть груза или большие усилия ложатся на механизм экзоскелета. 

 

В чем сложность создания экзоскелета

Это сложная задача в области биомехатроники. Следует учитывать ограниченную мощность приводов экзоскелета, ограничения, связанные с массой аппарата, которая должна оставаться в заданных пределах, как и ограничения, накладаваемые допустимыми размерами экзоскелета. Математическая модель экзоскелета нелинейна. Требуется создать систему "очувствления", использующей сенсоры механизма.  

 

История создания экзоскелета

Первый экзоскелет Hardiman был создан совместно General Electric и United States Military в США в 60-х годах XX века. Конструкция весила 680 кг и потому не имела практического смысла. 

В 70-е годы в Югославии разработали "биотехническое устройство для помощи парализованным" в Институте автоматики и телесвязи. 

 

 

Классификация, типы экзоскелетов

По источнику питания /  двигателям

Различают пассивные экзоскелеты, не имеющие источников питания и работающие за счет усилий оператора и силовые, которые оснащены двигателями, которые могут получать энергию извне, но чаще - от аккумулятора, которым снабжен силовой экзоскелет. Силовые экзоскелеты позволяют человеку выполнять различный физический труд с минимумом усилий, либо усиливают возможности человека за пределы возможностей средне развитого физически человека.  

По назначению

По частям тела человека

для нижних конечностей - большинство

для верхних конечностей

комплексный

для кисти руки

Медицинские

Для восстановления функций тела человека после операций, болезней

Для "постоянного ношения" для людей с ограниченной мобильностью.

Промышленные / Профессиональные

Для использования на работе. Экзоскелет может использоваться в повседневной работе тех людей, которым приходится, например, поднимать тяжести. В Японии, например, экзоскелеты надевают банковские сотрудники, занимающиеся переносом упаковок с денежными купюрами. Уместно также использование экзоскелетов в практике работников складов и т.п. Использование экзоскелетов поможет в спасательных операциях, например, при разборке завалов после землетрясений или других катастроф в городе. 

Примеры назначения:

- для работ в чрезвычайных ситуациях, например, разбор завалов

- для работ на шахтах и тяжелых производствах

- для монтажа быстровозводимых конструкций и в целом при строительных работах

- для снижения нагрузок при переноске, например, для переноски больных в скорую помощь, переноска емкостей с жидкостью для тушения пожаров, реагентов для различного рода обработок. 

- для использования с тяжелыми инструментами, например, бензопилами 

Военные

Вызывают большой интерес у военных, соответствующие разработки идут в ряде стран, прежде всего, в США и Японии. Есть также разработки экзоскелетов для военных целей в России.

Цели разработок военных экзоскелетов:

- увеличить возможности военнослужащих по переноске тяжелых грузов, включая погрузочно-разгрузочные работы

- переноска тяжелого оружия, его использование без станков

- возможность разбора завалов на марше

- увеличение скорости передвижения до 7-11 км/ч с грузом до 70 кг

- обеспечить возможность прыжков на высоту и расстояние большие, чем у обычного человека

Цель экзоскелета - усилить физические возможности человека за пределы возможностей среднего человека. В таком экзоскелете можно легко удерживать в руках различное стрелковое оружие, включая крупные калибры, поднимать тяжелые контейнеры со снаряжением, пробивать стены и вышибать двери. Пока что проблемой является отсутствие достаточно энергоемкого источника питания.   

Досуговые

Для туристов

Для альпинистов

Для пожилых людей 

Перспективное направление. Особенно экзоскелеты, способные исключить случайные падения пожилого человека, экзоскелеты с функционалом автоматического возвращения к месту жительства в случае нажатия аварийной кнопки или по дистанционному сигналу и т.п.

Для управления аватарами

Экзоскелет может использоваться для удерживания набора сенсоров, снимающих с человека его движения, которые компьютер и ПО экзоскелета превращают в набор управляющих сигналов. Сигналы проходят через канал связи (сотовой, спутниковой и т.п.) и заставляют аватар двигаться соответствующим образом, воспроизводя движения оператора в экзоскелете. Оператора и аватар могут разделять значительные расстояния, однако следует понимать, что по мере роста расстояния растет и задержка между действиями оператора и действиями аватара. Возможен также канал обратной связи, позволяющий экзоскелету получать управляющие сигналы от аватара и формировать у оператора, например, тактильные ощущения прикосновения к предметом манипуляторов аватара, передавать прикосновения к корпусу аватара как прикосновения к телу человека и т.п. Должна быть исключена возможность убить человека в экзоскелете или причинить ему серьезный вред, какие бы сигналы не получал экзоскелет через канал обратной связи с аватаром. 

2015.08.07 Robot exosceleton remote control. Любительская поделка на основе Lego. 

По типу датчиков

контактные, например, миографические

бесконтактные, например, датчики усилий

По типу силового привода

электрический

гидравлический (обеспечивает больший диапазон скоростей и нагрузок при неплохих массогабаритных показателях по сравнению с электрическим) 

 

Производители и разработчики экзоскелетов, продукты

BLEEX, США

Berkeley Lower Extremity Exoskeleton, разработка Калифорнийского Университета в Беркли. Более 40 датчиков. Гидравлические приводы. Выступил прототипом для экзоскелета HULC. 

 

Cyberdyne for Labor Support

 

фото: Cyberdyne

 

фото: Cyberdyne 

2015.07.04 Силовые экзоскелеты начали использовать в аэропортах Японии.

 

Cyberdyne HAL 3

роботизованный силовой экзоскелет для усиления мышц нижней части корпуса. Cyberdyne, Япония. Используется не только для медицинских целей, но и для других применений, например, банковскими сотрудниками, которым приходится переносить тяжелые упаковки с наличными деньгами. 

2015.05.08 Робокостюмы HAL помогают банковским работникам переносить тяжелые стопки денег  

 

Cyberdyne HAL 5

усиление всего корпуса, рук и ног. Cyberdyne, Япония. Испытания начались в 2012 году и продолжается до сих пор. С 2013 года получил несколько сертификатов безопасности, позволяющих использовать его в медицинских клиниках. Также используется на стройках и при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.  

2012.10.20 Японские экзоскелеты HAL - новая версия с защитой от радиации 

 

Daewoo RoboShipBuilder 

Условное название. Не знаю, как точно называется проект экзоскелета для рабочего судоферфи. В 2014 году в Южной Корее испытывался прототип экзоскелета. Прототип позволял рабочему с легкостью поднимать и держать предметы весом до 30 кг. Цель разработчиков из Daewoo довести вес до 100 кг, сохранив время автономной работы хотя бы в несколько часов. 

2014.08.04 Robotic suit gives shiipyard workers super strength. 

 

Ekso Bionics Ekso, США

Ekso ранее назывался eLEGs. Первый доступный коммерчески экзоскелет Ekso Bionics, позволяющий инвалидам-колясочникам ходить и стоять. Компания Ekso основана выходцами из лаборатории Berkeley Robotics and Human Engineering Laboratory University of California известной своими наработками в области бионики. Офсайт Ekso Bionics. 

2015.09.04 Его парализовало, а он встал и пошел: экзоскелет на практике 

 

Ekso Bionics ExoClimber, США

Экзоскелет альпиниста. 

 

Ekso Bionics ExoHiker, США

фото: blog.amsvans.com 

Экзоскелет туриста 

  

ExoAtlet  (ЭкзоАтлет), Россия 

1-я версия прототипа. Проект ЗАО "Экзороботикс", Россия. Офсайт: exoatlet.ru 

Продолжение разработки, которая началась в 2011 году в НИИ механики МГУ им. М.В.Ломоносова. Работы шли по гос.контракту в рамках ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы".  

2015.08 В Москве начались клинические испытания экзоскелета "ЭкзоАтлет" в отделении реабилитации Национального медико-хирургического центра им. Н.И.Пирогова. Первыми пилотами экзоскелета стали пациенты с параличем нижних конечностей после травмы спинного мозга.  

2015.08.28 Экзоскелеты: грань будущего уже в России  

 

ExoAtlet Albert (ЭкзоАтлет Альберт), Россия

2-я версия прототипа, разработанная в 2014 году. 20 кг. Проект ЗАО "Экзороботикс", Россия. Офсайт: exoatlet.ru 

 

Fortis, Lockheed Martin, США

Пассивный экзоскелет легкого класса. Официальная страница: Fortis.

 

Harmony, США

экзоскелет для реабилитации моторики мышц верхней части туловища, например, после инсульта

2015.05.03 Роботизированный экзоскелет Harmony поможет реабилитации  

 

HULC, Lockheed Martin, США

HULC (Human Universal Load Carrier). Экзоскелет разработан Ekso Bionics, проект продолжает развивать Lockheed Martin. Cиловой экзоскелет с использованием гидравлических приводов для нижней части корпуса и скелета (не поддерживает работу рук). Позволяет солдату переносить груз до 90 кг на протяжении 1 часа со средней скоростью около 5 км/ч с возможностью кратковременных бросков со скоростью до 16 км/ч, в том числе в условиях пересеченной местности. Потребляемая мощность - порядка 250 Вт. Питание от 2 кг Li-Pol батареи. Планируется перевод на бесшумные топливные генераторы на реактивном топливе JP8. Предположительно это увеличит возможность от одной зарядки обеспечить возможность пользования экзоскелетом до трех суток по 8 часов. Вес экзоскелета - порядка 25 кг. Он легко снимается и одевается. На него могут устанавливаться защитные конструкции или вооружение. Официальная страница HULC. 

2015.08.28 Экзоскелеты: грань будущего уже в России   

 

Indego

Силовой экзоскелет. Разработка Vanderbilt University. Официальный сайт Vanderbilt University.

 

Panasonic Assist Suit AWN-03, Panasonic, Япония

Дочернее исследовательское предприятие компании Panasonic представила силовой экзоскелет Assist Suit AWN-03. Это устройство предназначено для помощи физически слабым и пожилым сотрудникам в подъеме тяжестей. Assist Suit способен выдавать усилия до 15 кгс и работать до 8 часов без подзарядки. Вес костюма - около 6 кг, не включая веса батареи и ремней крепежа. Размеры: 80 х 48 х 27 см. Носить такой костюм могут люди весом от 50 до 80 кг. Как ожидается, экзоскелет Panasonic пойдет в продажу с сентября 2015 года, цена пока не озвучена компанией, но ожидается, что она составит около $8 тысяч.

2015.07.06 Компания Panasonic представила силовой экзоскелет Assist Suit AWN-03.  

 

Panasonic, Япония

2015.07.21 Panasonic ведет разработку экзоскелета с грузоподъемностью до 100 кг для использования рабочими промышленных предприятий. / businessinsider.com 

 

Raytheon Sarcos XOS 2

Силовой экзоселет. Увы, на 2015 год - внешнее питание. 

2010.09.28 Raytheon's Sarcos XOS 2 military exoskeleton just does the heavy lifting - for now 

 

ReWalk, Израиль 

Экзоскелет ReWalk для медицинской терапии маломобильных пациентов. Разработчик - ReWalk Robotics, Израиль. Офсайт ReWalk.

 

ReWalk P, Израиль

Экзоскелет ReWalk для использования в повседневной жизни маломобильных групп населения. Разработчик - ReWalk Robotics, Израиль. Офсайт ReWalk.

2015.07.16 ReWalk Robotics: Science Fiction as reality  

2015.05.12 Exoskeleton that helps Paralyzed walked faces barrier in Japan.  

2012.05.08 Paralyzed woman completes London Marathon wearing bionic suit. 

 

REX, Новая Зеландия

Экзоскелет REX - медицинский роботизованный экзоскелет для реабилитации после операции. Разработчик REX Bionics. Офсайт: REX Bionics.  

 

REX-P, Новая Зеландия

Экзоскелет REX - роботизованный экзоскелет для использования дома в рекреационных целях. Разработчик REX Bionics. Офсайт: REX Bionics.

 

Robo-Mate, Европа 

 
фото: eurekamagazine.co.uk 

Интересная особенность разработки - это не военный и не медицинский силовой экзоскелет. Разработка адресована рабочим промышленных предприятий, которым часто приходится поднимать и перемещать тяжелые предметы во время работы и должно защитить этих рабочих от проблем с опорно-двигательным аппаратом. Разработка идет с конца 2013 года, над проектом работают двенадцать исследовательских институтов в 7 европейских странах. Координатор проекта - д-р Вернер ван де Венн (Wernher van de Venn).

2015.06.18 В Штутгарте показали первый европейский экзоскелет Robo-Mate. 

 

Патент экзоскелета Samsung

Компания Samsung запатентовала экзоскелет, предназначенный для использования, например, солдатами

2015.05.21 В Samsung решили включиться в разработки роботизированных экзоскелетов. Компания Samsung запатентовала экзоскелет, предназначенный военным. 

 

TALOS, SOCOM, США

Армейский силовой экзоскелет.

 

Робот-перчатка, University of Hertforshire, Европа

  

2015.05.08 Робота-перчатку для восстановления после инсульта разработали в Европе  

 

История экзоскелетов

Как в очень многих случаях, основной импульс разработки экзоскелетов получили от военных - первый экзоскелет был разработан в США компаниями General Elecric и United States military в 60-е годы и позволял поднимать 110 кг при усилиях, соответствующих грузу в 4.5 кг. Вес скелета в 680 кг не оставлял перспектив для его практического его использования.

 

Робокостюмы и робомехи

Если робокостюмы можно относить к экзоскелетам с известной натяжкой, то робомехи - это тоже экзоскелеты, как правило, отличающийся большими или гигантскими размерами. Оператор может управлять действиями такого экзоскелета, находясь внутри него, например, в туловище или даже в голове. Часто возможно также телеуправление. Подробнее по ссылке. 

 

  

---