Exoskeletons

Cé go bhfuil níos mó agus níos mó cloiste faoi exoskeletons le déanaí, tharlaíonn sé go dtéann stair an aireagáin seo siar go dtí an naoú haois déag. Faigh amach conas a d’athraigh sé le blianta beaga anuas agus cén chuma a bhí ar na pointí casta ina éabhlóid. 

1. Léaráid ó phaitinn Nikolai Yagn

1890 – Baineann na chéad smaointe nuálacha le haghaidh eischnámharlaigh a chruthú siar go dtí an 1890ú haois. I 420179, phaitinn Nicholas Yagn sna Stáit Aontaithe (paitinn Uimh. US XNUMX A) "Feiste chun siúl, rith agus léim a éascú" (1). Armúr déanta as adhmad a bhí ann, agus ba é an cuspóir a bhí leis ná luas trodaí a mhéadú le linn máirseáil ioma-ciliméadar. Bhí an dearadh ina fhoinse inspioráide le haghaidh tuilleadh cuardaigh ar an réiteach is fearr.

1961 - Sna 60í, thosaigh General Electric, in éineacht le grúpa eolaithe ó Ollscoil Comell, ag obair ar chruthú culaith leictreahiodrálacha a thacaíonn le cleachtadh daonna. Mar thoradh ar chomhoibriú leis an arm ar an tionscadal Man Mhéadaithe tháinig forbairt ar an Hardiman (2). Ba é aidhm an tionscadail culaith a chruthú a dhéanfadh aithris ar ghluaiseachtaí nádúrtha an duine, rud a ligeann dó rudaí dar meáchan beagnach 700 kg a ardú. Mheáigh an éadaí féin mar an gcéanna, ach ní raibh an meáchan inláimhsithe ach 20 kg.

2. Malartóir teasa fhréamhshamhail General Electric

In ainneoin rath an tionscadail, d'éirigh sé amach go raibh a úsáideacht neamhbhríoch, agus go mbeadh na cóipeanna tosaigh costasach. Mar gheall ar a roghanna soghluaisteachta teoranta agus a gcóras cumhachta casta níorbh fhéidir na gléasanna seo a úsáid. Le linn na tástála, d'éirigh sé amach nach féidir le Hardiman ach 350 kg a ardú, agus le húsáid fhada tá claonadh aige ar ghluaiseachtaí contúirteacha, neamh-chomhordaithe. Ó fhorbairt bhreise ar an fhréamhshamhail, níor tréigeadh ach lámh amháin - bhí thart ar 250 kg ag an bhfeiste, ach bhí sé díreach chomh praiticiúil leis an exoskeleton roimhe seo.

70í. “Mar gheall ar a mhéid, a mheáchan, a éagobhsaíocht agus a fhadhbanna cumhachta, níor chuaigh an Hardiman isteach i dtáirgeadh riamh, ach d'úsáid an Man-Mate tionsclaíoch roinnt teicneolaíochta ó na 60idí. Cheannaigh Western Space and Marine na cearta don teicneolaíocht, a bhunaigh duine de na hinnealtóirí GE. Tá an táirge forbartha a thuilleadh agus tá lá atá inniu ann i bhfoirm lámh robotic mór is féidir a ardú suas le 4500 kg ag baint úsáide as aiseolas fórsa, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach don tionscal cruach.

3. Exoskeletons tógtha ag Institiúid Pupin Mihailo sa tSeirbia.

1972 – Forbraíodh eischnámharlaigh luathghníomhacha agus róbait daonnúla ag Institiúid Pupin Mihailo sa tSeirbia ag grúpa faoi cheannas an tOllamh. Miomir Vukobratovich. Ar dtús, forbraíodh córais gluaiseachta cos chun tacú le hathshlánú daoine atá ag fulaingt ó paraplegia (3). Agus eischnámharlaigh á bhforbairt aici, d'fhorbair an institiúid modhanna freisin chun siúl daonna a anailísiú agus a rialú. Chuir cuid de na dul chun cinn seo le forbairt robots humanoid ardfheidhmíochta an lae inniu. I 1972, i gclinic ortaipéideach i mBéalgrád rinneadh tástáil ar eischnámharlach aeroibrithe gníomhach le ríomhchlárú leictreonach le haghaidh pairilis na bhfoirceann íochtair.

1985 “Tá innealtóir ag Saotharlann Náisiúnta Los Alamos ag tógáil eischnámharlaigh ar a dtugtar an Pitman, armúr cumhachta do na coisithe. Bhí rialú an fheiste bunaithe ar bhraiteoirí a scanadh dromchla an cloigeann, a chuirtear i clogad speisialta. Mar gheall ar chumais theicneolaíocht an ama, dearadh ró-chasta a bhí ann le monarú. Ba é an teorannú go príomha ná cumhacht neamhleor ríomhaireachta na ríomhairí. Ina theannta sin, d'fhan próiseáil comharthaí inchinn agus iad a thiontú ina ghluaiseachtaí exoskeleton dodhéanta go teicniúil ag an am sin.

4. Exoskeleton Lifesuit, deartha ag Monty Reed.

1986 — Forbraíonn Monty Reed, saighdiúir de chuid Arm na SA a bhris a dhrom nuair a bhí an spéir ag tumadóireacht, culaith mharthanais exoskeleton (4). Bhí sé spreagtha ag an gcur síos ar chulaithis shoghluaiste coisithe san úrscéal ficsin eolaíochta de chuid Robert Heinlein Starship Troopers, a léigh sé agus é ag teacht chucu féin san ospidéal. Mar sin féin, níor thosaigh Reed ag obair ar a ghléas go dtí 2001. I 2005, thástáil sé fréamhshamhail agra tarrthála 4,8 i rás Lá Fhéile Pádraig i Seattle, Washington. Maíonn an forbróir go bhfuil taifead luais siúil socraithe aige i bhfeisteas róbait, a chlúdaíonn 4 chiliméadar ar mheánluas 14 km/u. Bhí an fhréamhshamhail Lifesuit 1,6 in ann dul 92 km luchtaithe go hiomlán agus lig sé XNUMX kg a ardú.

1990-i láthair - Ba é Yoshiyuki Sankai a mhol an chéad fhréamhshamhail den exoskeleton HAL (5), prof. Ollscoil Tsukuba. Chaith Sankai trí bliana - ó 1990 go 1993 - ag aithint na néaróin a rialaíonn gluaiseacht cos. Thóg sé ceithre bliana eile air féin agus ar a fhoireann an trealamh a fhréamhshamhail. Bhí an tríú fréamhshamhail HAL, a forbraíodh go luath sa 22ú haois, ceangailte le ríomhaire. Mheáigh an ceallraí féin beagnach 5 kg, rud a d'fhág go raibh sé an-phraiticiúil. I gcodarsnacht leis sin, níor mheáchan an tsamhail níos déanaí HAL-10 ach 5 kg, agus an ceallraí agus an ríomhaire rialaithe fillte thart ar choim an úsáideora. Is exoskeleton leighis ceithre ghéag é HAL-XNUMX faoi láthair (cé go bhfuil leagan géag níos ísle ar fáil freisin) a mhonaraigh an chuideachta Seapánach Cyberdyne Inc. i gcomhar le hOllscoil Tsukuba.

5. Cuireann an tOllamh Yoshiyuki Sankai ceann de na samhlacha exoskeleton i láthair.

Oibríonn sé timpeall 2 uair 40 nóiméad laistigh agus lasmuigh. Cuidíonn sé le rudaí trom a ardú. Mar gheall ar shuíomh na rialtáin agus an tiomáint i gcoimeádáin taobh istigh den chás, bhíothas in ann fáil réidh leis an "mála droma" a bhí mar shaintréith ag an chuid is mó de na heischnámharlaigh, uaireanta cosúil le feithid mhór. Ba chóir do dhaoine a bhfuil Hipirtheannas, oistéapóróis, agus aon riocht croí orthu dul i gcomhairle le dochtúir sula n-úsáideann siad HAL, agus áirítear leis na contraindications, ach níl siad teoranta dóibh, séadaire agus toirchis. Mar chuid den chlár HAL FIT, cuireann an monaróir an fhéidearthacht ar fáil seisiúin chóireála a úsáid le heaschnámharlach do dhaoine breoite agus sláintiúla araon. Éilíonn dearthóir HAL go ndíreoidh na chéad chéimeanna eile den uasghrádú ar chulaith tanaí a chruthú a ligfidh don úsáideoir bogadh go saor agus fiú rith. 

2000 - tOllamh. Tá Homayoun Kazeruni agus a fhoireann ag Ekso Bionics ag forbairt Iompróir Lastais Daonna Uilíoch, nó HULC (6) exoskeleton gan sreang le tiomáint hiodrálacha. Is é an cuspóir atá leis ná cabhrú le saighdiúirí cogaíochta ualaí suas le 90 kg a iompar ar feadh i bhfad, le luas uasta de 16 km / h. Nochtadh an córas don phobal ag Siompóisiam Geimhridh AUSA ar 26 Feabhra, 2009, nuair a thángthas ar chomhaontú ceadúnaithe le Lockheed Martin. Is é an t-ábhar ceannasach a úsáidtear sa dearadh seo ná tíotáiniam, ábhar éadrom ach sách costasach a bhfuil ard-airíonna meicniúla agus neart aige.

Tá an exoskeleton feistithe le cupáin shúchán a ligeann duit rudaí a mheá suas le 68 kg (feiste ardaithe) a iompar. Soláthraítear cumhacht ó cheithre chadhnraí litiam-polaiméire, rud a áirithíonn gnáthoibriú an fheiste ar an ualach is fearr is féidir suas le 20 uair an chloig. Rinneadh tástáil ar an exoskeleton i gcoinníollacha comhraic éagsúla agus le hualaí éagsúla. Tar éis sraith turgnaimh rathúla i titim 2012, cuireadh chuig an Afganastáin é, áit a ndearnadh tástáil air le linn coinbhleachta armtha. In ainneoin go leor athbhreithnithe dearfacha, cuireadh an tionscadal ar fionraí. Mar a tharla sé, rinne an dearadh sé deacair gluaiseachtaí áirithe a dhéanamh agus mhéadaigh sé an t-ualach ar na matáin i ndáiríre, rud a bhí contrártha leis an smaoineamh ginearálta maidir lena chruthú.

2001 – Tá tionscadal Berkeley Lower Extremity Exoskeleton (BLEEX), a bhí beartaithe don arm go príomha ar dtús, ar bun. Laistigh dá chreat, tá torthaí gealltanais bainte amach i bhfoirm réitigh uathrialacha a bhfuil tábhacht phraiticiúil leo. Ar an gcéad dul síos, cruthaíodh gléas robotic, ceangailte leis an gcorp níos ísle chun neart breise a thabhairt do na cosa. Ba í an Ghníomhaireacht um Thionscadail Ardtaighde Cosanta (DARPA) a mhaoinigh an trealamh agus d'fhorbair Saotharlann Berkeley Robotics agus Innealtóireachta Daonna, rannán de chuid Ollscoil California, Roinn Innealtóireachta Meicniúla Berkeley. Tugann córas eischnámharlaigh Berkeley an cumas do shaighdiúirí ualaí móra pá a iompar gan mórán iarrachta agus thar aon chineál tír-raon, amhail bia, trealamh tarrthála, feisteáin gharchabhrach, cumarsáid agus airm. Chomh maith le feidhmchláir mhíleata, tá tionscadail shibhialta á bhforbairt faoi láthair ag BLEEX. Tá na réitigh seo a leanas á bhfiosrú ag an tSaotharlann um Róbataic agus Innealtóireacht Dhaonna faoi láthair: ExoHiker - exoskeleton atá deartha go príomha le haghaidh baill expedition áit a bhfuil gá le trealamh trom a iompar, ExoClimber - trealamh do dhaoine ag dreapadóireacht cnoic arda, Exoskeleton Leighis - exoskeleton do dhaoine faoi mhíchumas cumais fhisiciúil. neamhoird soghluaisteachta na géaga níos ísle.

8. Fréamhshamhail Sarcos XOS 2 i ngníomh

текст

2010 – XOS 2 le feiceáil (8) is leanúint den eischnámharlach XOS ó Sarcos. Ar an gcéad dul síos, tá an dearadh nua níos éadroime agus níos iontaofa, rud a ligeann duit ualaí a ardú suas le 90 kg i statach. Tá an gléas cosúil le cyborg. Tá an rialú bunaithe ar thríocha actuators a fheidhmíonn cosúil le hailt shaorga. Tá roinnt braiteoirí san eischnámharlach a tharchuireann comharthaí chuig na hoibreoirí trí ríomhaire. Ar an mbealach seo, déantar oibriú rianúil agus leanúnach, agus ní bhraitheann an t-úsáideoir aon iarracht shuntasach. Is é meáchan XOS ná 68 kg.

2011-i láthair – Formheasann Riarachán Bia agus Drugaí na SA (FDA) an t-eischnámharlach leighis ReWalk (9). Is córas é a úsáideann eilimintí neart chun na cosa a neartú agus a ligeann do dhaoine a bhfuil pairilis orthu seasamh suas díreach, siúl agus staighre a dhreapadh. Soláthraíonn ceallraí backpack fuinneamh. Déantar an rialú ag baint úsáide as cianrialtán láimhe simplí a bhraitheann agus a cheartaíonn gluaiseachtaí an úsáideora. Is é Amit Goffer Iosrael a dhear an rud ar fad agus tá sé á dhíol ag ReWalk Robotics Ltd (Argo Medical Technologies ar dtús) ar feadh thart ar PLN 85. dollar.

9 Siúlfaidh Daoine Isteach Eischnámharlaigh ReWalk

Ag an am a scaoileadh, bhí an trealamh ar fáil i dhá leagan - ReWalk I agus ReWalk P. Úsáideann institiúidí leighis an chéad cheann chun críocha taighde nó teiripeacha faoi mhaoirseacht gairmí leighis. Tá ReWalk P beartaithe le haghaidh úsáide pearsanta ag othair sa bhaile nó in áiteanna poiblí. I mí Eanáir 2013, eisíodh leagan nuashonraithe de ReWalk Rehabilitation 2.0. D'fheabhsaigh sé seo an oiriúnacht do dhaoine níos airde agus d'fheabhsaigh sé na bogearraí rialaithe. Éilíonn ReWalk ar an úsáideoir crutches a úsáid. Luaitear galair cardashoithíoch agus leochaileacht cnámh mar contraindications. Is é an teorannú freisin fás, laistigh de 1,6-1,9 m, agus meáchan coirp suas le 100 kg. Is é seo an t-aon exoskeleton inar féidir leat carr a thiomáint.

10. Ex Bionics eLEGS

2012 Nochtann Ekso Bionics, ar a dtugtaí Berkeley Bionics roimhe seo, a eischnámharlach leighis. Cuireadh tús leis an tionscadal dhá bhliain roimhe sin faoin ainm eLEGS (10), agus bhí sé beartaithe le haghaidh athshlánú daoine le céimeanna éagsúla pairilis. Cosúil le ReWalk, éilíonn an tógáil úsáid a bhaint as crutches. Soláthraíonn an ceallraí fuinneamh ar feadh sé uair an chloig úsáide ar a laghad. Cosnaíonn sraith Exo thart ar 100 míle. dollar. Sa Pholainn, tá eolas ar thionscadal an exoskeleton Ekso GT, feiste leighis atá deartha chun oibriú le hothair néareolaíocha. Ceadaíonn a dhearadh siúl, lena n-áirítear daoine tar éis strokes, gortuithe chorda an dromlaigh, othair le scléaróis iolrach nó le siondróm Guillain-Barré. Is féidir leis an trealamh oibriú ar mhodhanna éagsúla, ag brath ar mhéid mífheidhm an othair.

2013 – Faigheann Mindwalker, tionscadal exoskeleton intinn-rialaithe, maoiniú ón Aontas Eorpach. Is toradh é an dearadh ar chomhoibriú idir eolaithe ó Ollscoil Shaor na Bruiséile agus Fondúireacht Santa Lucia san Iodáil. Thástáil na taighdeoirí bealaí éagsúla chun an gléas a rialú - creideann siad go n-oibríonn an comhéadan inchinn-néar-ríomhaire (BNCI) is fearr, rud a ligeann duit é a rialú le smaointe. Gabhann comharthaí idir an inchinn agus an ríomhaire, ag seachaint chorda an dromlaigh. Tiontaíonn Mindwalker comharthaí EMG, is é sin, poitéinseal beag (ar a dtugtar mió-acmhainní) atá le feiceáil ar dhromchla craiceann duine nuair a bhíonn matáin ag obair, ina orduithe gluaiseachta leictreonacha. Tá an exoskeleton sách éadrom, ag meáchan ach 30 kg gan cadhnraí. Tacóidh sé le duine fásta a bhfuil meáchan suas le 100 kg aige.

2016 – Déanann Ollscoil Theicniúil ETH i Zurich, an Eilvéis, an chéad chomórtas spóirt Cybathlon do dhaoine faoi mhíchumas a úsáideann róbait chúnta. Ar cheann de na disciplíní bhí an rás eischnámharlaigh ar chúrsa bacainní do dhaoine a bhfuil pairilis na bhfoirceann íochtair orthu. Sa léiriú seo ar scileanna agus ar theicneolaíocht, bhí ar úsáideoirí eischnámharlaigh tascanna a dhéanamh ar nós suí ar tolg agus éirí suas, siúl ar fhánaí, céim ar charraigeacha (mar a thrasnaíonn siad abhainn éadomhain sléibhe), agus staighrí a dhreapadh. D'éirigh sé amach nach raibh aon duine in ann na cleachtaí go léir a mháistir, agus ghlac sé níos mó ná 50 nóiméad ar na foirne is tapúla chun an cúrsa constaicí 8-méadar a chríochnú. Beidh an chéad imeacht eile ar siúl in 2020 mar tháscaire ar fhorbairt na teicneolaíochta exoskeleton.

2019 – I rith léirithe an tsamhraidh ag an Ionad Oiliúna Commando i Lympston, an Ríocht Aontaithe, thaispeáin Richard Browning, aireagóir agus Príomhfheidhmeannach Domhantarraingt Thionscail, a chulaith scaird exoskeleton Daedalus Mark 1, rud a chuir i bhfeidhm go mór ar an arm, agus ní ar na Breataine amháin. Sé innill scaird bheaga - tá dhá cheann acu suiteáilte ar chúl agus dhá cheann i bhfoirm péirí breise ar gach lámh - ligeann duit dreapadh go dtí airde suas le 600 m. Go dtí seo, níl ach go leor breosla ann ar feadh 10 nóiméad de. eitilt...