exoskelet ontwerp

Bekijk zeven exoskeletten die ons naar de toekomst leiden.

HAL

Cyberdyne's HAL (afkorting van Hybrid Assistive Limb) is ontworpen als een compleet systeem, om er maar een paar te noemen. Robotelementen moeten volledig samenwerken en synchroniseren met de geest van de gebruiker.

Een persoon die in een exoskelet loopt, hoeft geen commando's te geven of een bedieningspaneel te gebruiken.

HAL past zich aan de signalen aan die de hersenen naar het lichaam sturen en begint zelfstandig mee te bewegen.

Het signaal wordt opgepikt door sensoren op de grootste spieren.

Hals hart, gehuisvest in een kleine doos op zijn rug, zal ingebouwde processors gebruiken om de informatie die hij van het lichaam ontvangt, te decoderen en te verzenden.

De snelheid van de gegevensoverdracht is in dit geval uiterst belangrijk. De producenten verzekeren dat de vertragingen volledig onmerkbaar zullen zijn.

Bovendien zal het systeem in staat zijn impulsen terug te sturen naar de hersenen, wat leidt tot de niet geheel bewuste overtuiging dat al onze bewegingen zullen worden weerspiegeld door de mechanismen van het skelet.

• De fabrikant heeft verschillende HAL-opties ontwikkeld:

  voor medisch gebruik - dankzij extra riemen en steunen kan de structuur zelfstandig mensen met beenverlamming ondersteunen;

• voor individueel gebruik - het model is ontworpen om voetenwerk te ondersteunen en richt zich in de eerste plaats op het verbeteren van de bewegingen van ouderen of mensen die revalideren;
• voor gebruik met één ledemaat - compacte HAL, die slechts 1,5 kg weegt, geen statische bevestigingen heeft en tot doel heeft de werking van het geselecteerde ledemaat te verbeteren; beide benen en armen;
• om het lumbale gebied te ontlasten - een optie die is ontworpen om de spieren die zich daar bevinden te ondersteunen, waardoor u in de eerste plaats kunt buigen en gewichten kunt heffen. Er zullen ook versies zijn voor speciale taken.

  Goed aangepaste sets kunnen worden ingezet bij het zware werk, maar ook bij de veiligheids- of hulpdiensten, zodat een teamlid bijvoorbeeld een fragment van de muur van een ingestort gebouw kan optillen.

  Het is de moeite waard eraan toe te voegen dat het een van de meest geavanceerde versies is bijvoorbeeld Cyberdyne, het HAL-5 Type-B-model, werd het eerste exoskelet dat een wereldwijde veiligheidscertificering ontving.

[JAPANSE IRON MAN] HAL-robotkostuum van Cyberdyne

Herhaal wandeling

De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) heeft vorig jaar het eerste type goedgekeurd voor verkoop in de VS. exoskeletten voor verlamde mensen.

Dankzij een apparaat dat bekend staat als het ReWalk-systeem kunnen mensen die het gebruik van hun benen zijn kwijtgeraakt, weer staan ​​en lopen.

De ReWalk werd beroemd toen Claire Lomas een vroege versie van de London Marathon-route liep.

Als onderdeel van het proces raakte een man, Robert Wu, onlangs verlamd vanaf zijn middel. bijvoorbeeld ReWalk en op krukken kon hij zich bij voorbijgangers voegen in de straten van Manhattan.

Architect Wu heeft eerdere versies van ReWalk Personal al getest en verschillende aanpassingen voorgesteld voor maximaal gemak en gebruiksgemak.

Momenteel met exotischReWalk wordt door enkele tientallen mensen over de hele wereld gebruikt, maar er wordt nog steeds aan het laatste project gewerkt.

Wu prijst de ReWalk Personal 6.0 niet alleen vanwege de functionaliteit en het gemak, maar ook vanwege het feit dat je binnen 10 minuten op de been bent. Ook de bediening zelf, aangestuurd door een polscontroller, is heel eenvoudig.

Het Israëlische bedrijf Argo Medical Technologies, verantwoordelijk voor het creëren van ReWalk, heeft goedkeuring gekregen voor verkoop en distributie aan artsen en patiënten. De barrière is echter de prijs: ReWalk kost momenteel 65 duizend. dollar.

ReWalk – Go Again: Argo Exoskeleton-technologie

FORTIS

Het FORTIS-exoskelet kan ruim 16 kg tillen. Wordt momenteel ontwikkeld door Lockheed Martin. In 2014 begon het concern met het testen van de nieuwste versie in Amerikaanse fabrieken.

De eersten die deelnamen waren medewerkers van de C-130-fabriek voor transportvliegtuigen in Marietta, Georgia.

Dankzij het verbindingssysteem kun je met FORTIS gewicht van je handen naar de grond overbrengen. De werknemer die het gebruikt, is niet zo moe als voorheen en heeft niet zo vaak pauzes nodig als voorheen.

exoskelet het is uitgerust met een speciaal contragewicht achter de rug van de gebruiker, waardoor u het evenwicht kunt bewaren tijdens het dragen van een last.

Hieruit volgt dat er geen stroom of batterijen nodig zijn, wat ook belangrijk is. Vorig jaar ontving Lockheed Martin een opdracht voor een proeflevering van minimaal twee eenheden. De opdrachtgever is het National Manufacturing Science Center, dat optreedt namens de Amerikaanse marine.

De tests zullen worden uitgevoerd in het kader van het Commercial Technologies for Maintenance-programma, in testcentra van de Amerikaanse marine, maar ook rechtstreeks op de eindgebruikslocaties ervan: zeehavens en materiaalbases.

Het doel van het project is om de geschiktheid te beoordelen exoskelet voor gebruik door technici en inkooppersoneel van de Amerikaanse marine die dagelijks met zwaar en vaak overvol materieel werken of worden blootgesteld aan overmatige fysieke belasting tijdens het transport van militaire voorraden en uitrusting.

Lockheed Martin "Fortis" exoskelet in actie

Lader

Activelink, het bedrijf dat de Power Loader van Panasonic heeft ontwikkeld, noemt het een ‘powerrobot’.

Hij is zoals veel mensen prototypen van exoskeletten worden getoond op beurzen en andere technologiepresentaties.

Het verschilt echter vooral van hen doordat het binnenkort mogelijk zal zijn om het normaal en voor een niet ruïneus bedrag te kopen.

Power Loader verbetert de menselijke spierkracht met 22 actuatoren. De impulsen die de actuator aandrijven, worden verzonden wanneer de gebruiker kracht uitoefent.

Sensoren in de hendels maken het mogelijk om niet alleen de druk te bepalen, maar ook de vector van de uitgeoefende kracht, waardoor de machine "weet" in welke richting hij moet handelen.

Momenteel wordt een versie getest die het vrij tillen van 50-60 kg mogelijk maakt. De plannen omvatten onder meer een Power Loader met een hefvermogen van 100 kg. De ontwerpers benadrukken dat het toestel niet zozeer gedragen wordt als wel past. Misschien noemen ze het daarom zelf niet exoskelet.

Exoskeletrobot met vermogensversterking Power Loader #DigInfo

wandelaar

Dankzij fondsen van de Europese Unie heeft een internationaal team van wetenschappers gedurende drie jaar een geestgestuurd apparaat gebouwd waarmee verlamde mensen kunnen bewegen.

Het apparaat, de MindWalker genaamd, was een van de eerste die werd gebruikt door patiënt Antonio Melillo, wiens ruggenmerg was doorgesneden bij een auto-ongeluk, in het Santa Lucia-ziekenhuis in Rome.

Het slachtoffer verloor het gevoel in zijn benen. Gebruiker exoskelet hij zet een pet op met zestien elektroden die hersensignalen registreren.

Het pakket bevat ook een bril met knipperende LED's. In elk glas knippert een reeks LED's met verschillende frequenties.

De knipperfrequentie beïnvloedt het perifere zicht van de gebruiker. De occipitale cortex analyseert opkomende signalen. Als de patiënt gefocust is op de linker set LED's, exoskelet in beweging zal worden gezet. Concentreren op het juiste typen vertraagt ​​de werking van het apparaat.

Het exoskelet weegt zonder batterijen ongeveer 30 kg, dus vrij licht voor dit type apparaat. MindWalker ondersteunt een volwassene met een gewicht tot 100 kg. Klinische tests met de apparatuur begonnen in 2013. Het is de bedoeling dat MindWalker de komende jaren verder wordt ontwikkeld.

HULC

Dit zou volledige steun moeten zijn voor de soldaat op het slagveld. De volledige naam is Human Universal Load Carrier en de afkorting HULC wordt geassocieerd met de sterke man uit de strips. Het werd voor het eerst gepresenteerd op de DSEi-tentoonstelling in Londen in 2009.

Het bestaat uit hydraulische cilinders en een computer die beschermd is tegen omgevingsinvloeden en geen extra koeling vereist.

Het exoskelet maakt dit mogelijk het dragen van 90 kg uitrusting met een snelheid van 4 km/u. op een afstand tot 20 km, en bij hardlopen tot 7 km/u.

Het gepresenteerde prototype woog 24 kg. In 2011 werden de prestaties van deze apparatuur getest en een jaar later in Afghanistan.

Het belangrijkste element van het ontwerp zijn titanium poten, die het werk van spieren en botten ondersteunen en hun kracht verdubbelen. Dankzij het gebruik van sensoren exoskelet kan dezelfde bewegingen maken als een mens. Om spullen te vervoeren, kunt u de LAD-module (Lift Assist Device) gebruiken, die aan de achterkant van het frame is bevestigd, en er zijn verlengstukken met vervangbare uiteinden boven de armen.

Met deze module kunt u voorwerpen tillen tot 70 kg. Het kan worden gebruikt door soldaten met een lengte van 1,63 tot 1,88 m, terwijl het leeggewicht 37,2 kg is met zes BB 2590-batterijen, die voldoende zijn voor 4,5-5 uur gebruik (binnen een straal van 20 km) - het is echter worden naar verwachting vervangen door Protonex-brandstofcellen met een levensduur tot 72 uur.

De HULC is verkrijgbaar in drie typen: aanval (extra ballistisch schild van 43 kg), logistiek (lading van 70 kg) en basis (patrouille).

Exoskelet Lockheed Martin HULC

TALOS

In de categorie militaire installaties is dit een stapje hoger dan HULC.

Enkele maanden geleden riep het Amerikaanse leger wetenschappers van onderzoekslaboratoria, de defensie-industrie en overheidsinstanties op om te werken aan uitrusting voor de toekomstige soldaat die hem meer zou geven dan alleen de bovenmenselijke kracht die wordt geboden door reeds ontwikkelde wapens. exoskeletten, maar ook het vermogen om op een ongekende schaal te zien, herkennen en omarmen.

Deze nieuwe militaire orde wordt meestal de "Iron Man Clothes" genoemd. TALOS (Tactical Assault Light Operator Suit) maakt gebruik van de meest geavanceerde technologie. In het pak ingebouwde sensoren houden de omgeving en de soldaat zelf in de gaten.

Een hydraulisch frame zou kracht moeten bieden, en een bewakingssysteem vergelijkbaar met Google Glass zou communicatie en intelligentie uit de XNUMXe eeuw moeten bieden. Dit alles moet worden geïntegreerd met de nieuwe generatie wapens.

Bovendien moet het pantser bescherming bieden in gevaarlijke omstandigheden, beschermen tegen kogels, beginnend met machinegeweren (zelfs lichte) - allemaal met pantser gemaakt van een speciaal "vloeibaar" materiaal dat onmiddellijk zou moeten uitharden in geval van een botsing. magnetisch veld of elektrische stroom om maximale bescherming tegen projectielen te bieden.

Het leger zelf hoopt dat een dergelijk ontwerp zal ontstaan ​​als resultaat van onderzoek dat momenteel wordt uitgevoerd aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT), waar een stoffen pak is ontwikkeld dat onder invloed van een magnetisch veld van vloeistof in vast verandert.

Het eerste prototype, een redelijk representatief model van de toekomstige TALOS, werd in mei 2014 gepresenteerd op een van de beursevenementen in de VS. In 2016-2018 moet een echt en completer prototype gebouwd worden.