עיצוב שלד חיצוני

ראה שבעה דגמים של שלדים חיצוניים המובילים אותנו אל העתיד.

HAL

ה-HAL של Cyberdyne (קיצור של Hybrid Assistive Limb) מעוצבת כמערכת שלמה, רק למנות כמה. אלמנטים רובוטיים חייבים ליצור אינטראקציה מלאה ולהסתנכרן עם המוח של המשתמש.

אדם שנע בשלד חיצוני לא יצטרך לתת פקודות או להשתמש בלוח בקרה כלשהו.

HAL מסתגל לאותות שמעביר המוח לגוף, ומתחיל לנוע יחד איתו בכוחות עצמו.

האות נקלט על ידי חיישנים הממוקמים על השרירים הגדולים ביותר.

לבו של האל, מונח בקופסה קטנה על גבו, ישתמש במעבדים המובנים כדי לפענח ולשדר מידע המתקבל מהגוף.

מהירות העברת הנתונים חשובה ביותר במקרה זה. המפיקים מבטיחים שהעיכובים יהיו בלתי נראים לחלוטין.

יתרה מכך, המערכת תוכל לשלוח דחפים חזרה למוח, מה שמוביל לאמונה לא ממש מודעת שכל התנועות שלנו ישתקפו במנגנוני השלד.

• היצרן פיתח מספר גרסאות של HAL:

  לשימוש רפואי - הודות לחגורות ותמיכות נוספות, המבנה יוכל לתמוך באופן עצמאי באנשים עם פרזיס ברגליים;

• לשימוש פרטני - הדגם נועד לתמוך בעבודת רגליים, תוך התמקדות בעיקר בשיפור תנועותיהם של קשישים או אנשים שעוברים שיקום;
• לשימוש עם איבר אחד - HAL קומפקטית ששוקלת 1,5 ק"ג בלבד, ללא הצמדות סטטיות, ומטרתה לשפר את תפקוד האיבר הנבחר; שתי הרגליים והידיים;
• לפריקת אזור המותני - אפשרות המיועדת לתמיכה בשרירים הממוקמים בו, אשר מלכתחילה תאפשר להתכופף ולהרים משקולות. יהיו גם גרסאות למשימות מיוחדות.

  ערכות מותאמות כהלכה יכולות לשמש בעבודה קשה, כמו גם באכיפת חוק או בשירותי חירום, כך שחבר בצוות יוכל, למשל, להרים שבר מקיר בניין שקרס.

  כדאי להוסיף שאחת הגרסאות המתקדמות ביותר egzoszkieletu Cyberdyne, דגם HAL-5 Type-B, הפך לשלד החיצוני הראשון שקיבל אישור בטיחות עולמי.

[איש הברזל היפני] תחפושת רובוט HAL מבית Cyberdyne

חזור על הליכה

מינהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA) אישר בשנה שעברה את הסוג הראשון למכירה בארה"ב. שלדים חיצוניים לאנשים משותקים.

הודות למכשיר, המכונה ReWalk System, אנשים שאיבדו את יכולת השימוש ברגליים יוכלו לעמוד וללכת שוב.

ReWalk התפרסם כשקלייר לומאס צעדה בגרסה המוקדמת שלה למסלול מרתון לונדון.

כחלק מהבדיקות, גבר רוברט וו היה משותק לאחרונה מהמותניים ומטה. egzoszkielet ReWalk ועל קביים, הוא יכול היה להצטרף לעוברים ושבים ברחובות מנהטן.

האדריכל Wu כבר בדק גרסאות קודמות של ReWalk Personal והציע שינויים שונים לנוחות ונוחות שימוש מרבית.

כרגע עם אקזוטיReWalk נמצא בשימוש על ידי כמה עשרות אנשים ברחבי העולם, אך העבודה על פרויקט הגמר עדיין נמשכת.

Wu משבח את ReWalk Personal 6.0 לא רק על הפונקציונליות והנוחות שלו, אלא גם על כך שהוא פועל תוך פחות מ-10 דקות. גם הפעולה עצמה, הנשלטת על ידי בקר שורש כף היד, פשוטה מאוד.

חברת ארגו מדיקל טכנולוגיות הישראלית, האחראית על יצירת ReWalk, קיבלה אישור למכור ולהפיץ לרופאים ולמטופלים. המחסום, לעומת זאת, הוא המחיר - ReWalk עולה כיום 65k. דולרים.

ReWalk - Go Again: טכנולוגיית Argo Exoskeleton

FORTIS

השלד החיצוני של FORTIS יכול להרים מעל 16 ק"ג. כרגע מפותח על ידי לוקהיד מרטין. בשנת 2014 החל הקונצרן לבדוק את הגרסה האחרונה במפעלים אמריקאים.

הראשונים שהגיעו היו עובדי מפעל מטוסי התובלה C-130 במרייטה, ג'ורג'יה.

הודות למערכת החיבור, FORTIS מאפשרת להעביר משקל מהידיים לקרקע. העובד המשתמש בו אינו עייף כבעבר ואינו צריך לעשות הפסקות בתדירות של פעם.

שלד חיצוני הוא מצויד במשקל נגד מיוחד הממוקם מאחורי גבו של המשתמש, המאפשר לך לשמור על איזון בעת ​​נשיאת מטען.

מכאן נובע שהוא לא צריך כוח וסוללות, וזה גם חשוב. בשנה שעברה קיבלה לוקהיד מרטין הזמנה למשלוח ניסיון של לפחות שתי יחידות. הלקוח הוא המרכז הלאומי למדעי התעשייה, הפועל מטעם הצי האמריקאי.

הבדיקות יתבצעו כחלק מתוכנית טכנולוגיות מסחריות לתחזוקה, במרכזי הבדיקה של הצי האמריקאי, וכן ישירות באתרי השימוש הקצה שלהם - בנמלי ים ובבסיסי חומרים.

מטרת הפרויקט היא להעריך את ההתאמה שלד חיצוני לשימוש על ידי טכנאים ורוכשים של חיל הים האמריקני שעובדים מדי יום עם ציוד כבד ולעתים קרובות צפוף או נתונים למאמץ פיזי מופרז במהלך הובלת אספקה ​​וציוד צבאי.

שלד חיצוני של לוקהיד מרטין "פורטיס" בפעולה

מעמיס

ה-Power Loader של פנסוניק, Activelink, מכנה אותו "רובוט כוח".

הוא נראה כמו רבים אבות טיפוס שלד חיצוני הוצגו בירידים ובמצגות טכנולוגיות אחרות.

עם זאת, זה שונה מהם, במיוחד, העובדה שבקרוב ניתן יהיה לקנות אותו כרגיל ובסכום לא הורס.

Power Loader משפר את כוח השרירים האנושי עם 22 מפעילים. הדחפים המניעים את המפעיל מועברים כאשר המשתמש מפעיל כוח.

חיישנים הממוקמים במנופים מאפשרים לך לקבוע לא רק את הלחץ, אלא גם את הווקטור של הכוח המופעל, שבזכותו המכונה "יודעת" לאיזה כיוון לפעול.

כעת נבדקת גרסה המאפשרת להרים בחופשיות 50-60 ק"ג. התוכניות כוללות Power Loader עם כושר עומס של 100 ק"ג. המעצבים מדגישים שהמכשיר לא כל כך מולבש כמו שהוא מתאים. אולי בגלל זה הם לא קוראים לזה בעצמם שלד חיצוני.

רובוט חיצוני עם הגברת כוח Power Loader #DigInfo

הֲלִיכוֹן

עם כספים מהאיחוד האירופי, צוות מדענים בינלאומי בנה במהלך שלוש שנים מנגנון מבוקר מוח, המאפשר לאנשים משותקים להסתובב.

המכשיר, שנקרא MindWalker, היה מהראשונים ששימש את החולה אנטוניו מלילו, שחוט השדרה שלו נקרע בתאונת דרכים, בבית החולים סנטה לוצ'יה ברומא.

הקורבן איבד את התחושה ברגליו. מִשׁתַמֵשׁ שלד חיצוני הוא שם כובע עם שש עשרה אלקטרודות שמתעדות אותות מוח.

החבילה כוללת גם משקפיים עם נוריות מהבהבות. לכל כוס יש סט של נוריות מהבהבות בקצבים שונים.

קצב ההבהוב משפיע על הראייה ההיקפית של המשתמש. קליפת העורף של המוח מנתחת את האותות המתעוררים. אם המטופל מתמקד בקבוצה השמאלית של נוריות LED, שלד חיצוני יופעל. התרכזות בסט הנכון מאטה את המכשיר.

השלד החיצוני ללא סוללות שוקל כ-30 ק"ג, כך שעבור מכשיר מסוג זה הוא קל למדי. MindWalker יחזיק מבוגר במשקל של עד 100 ק"ג על רגליו. ניסויים קליניים של הציוד החלו ב-2013. מתוכנן כי MindWalker יפותח במהלך השנים הקרובות.

לזה

זה צריך להיות תמיכה מלאה לחייל בשדה הקרב. השם המלא הוא Human Universal Load Carrier, והקיצור HULC משויך לאיש קומיקס חזק. הוא הוצג לראשונה בתערוכת DSEi בלונדון ב-2009.

הוא מורכב מצילינדרים הידראוליים ומחשב מוגן מהסביבה ואינו דורש קירור נוסף.

השלד החיצוני מאפשר נשיאת 90 ק"ג של ציוד במהירות של 4 קמ"ש. במרחק של עד 20 ק"מ, ובריצה של עד 7 קמ"ש.

אב הטיפוס המוצג שקל 24 ק"ג. בשנת 2011 נבדקו הביצועים של ציוד זה, ושנה לאחר מכן הוא נבדק באפגניסטן.

האלמנט המבני העיקרי הוא רגלי טיטניום התומכות בעבודת השרירים והעצמות, ומכפילות את כוחם. באמצעות שימוש בחיישנים שלד חיצוני יכול לבצע את אותן תנועות כמו אדם. כדי לשאת חפצים, ניתן להשתמש במודול LAD (התקן סיוע בהרמה), המחובר לחלק האחורי של המסגרת, ויש הרחבות עם קצוות מתחלפים מעל המנופים.

מודול זה מאפשר להרים חפצים עד 70 ק"ג. ניתן להשתמש בו חיילים מגובה 1,63 עד 1,88 מ', בעוד שהמשקל הריק הוא 37,2 ק"ג עם שש סוללות BB 2590, המספיקות ל-4,5-5 שעות פעולה (ברדיוס של 20 ק"מ) - עם זאת, זה צפוי. הם מוחלפים בתאי דלק Protonex עם חיי שירות של עד 72 שעות.

HULC זמין בשלושה סוגים: תקיפה (מגן בליסטי נוסף במשקל 43 ק"ג), לוגיסטי (עומס 70 ק"ג) ובסיסי (פטרול).

שלד חיצוני לוקהיד מרטין HULC

טלוס

בקטגוריית המתקנים הצבאיים זהו צעד קדימה לעומת HULC.

לפני מספר חודשים קרא צבא ארה"ב למדענים ממעבדות מחקר, מהתעשייה הביטחונית וסוכנויות ממשלתיות לעבוד על ציוד לחייל העתידי שיעניק לו לא רק את הכוח העל-אנושי שיספקו הכוחות המפותחים כבר. שלדים חיצונייםאלא גם את היכולת לראות, לזהות ולחבק בקנה מידה חסר תקדים.

הסדר הצבאי החדש הזה מכונה לרוב "בגדי איש הברזל". TALOS (Tactical Assault Light Operator Suit) משתמשת בטכנולוגיה המתקדמת ביותר. חיישנים המובנים בחליפה ינטרו את הסביבה והחייל עצמו.

המסגרת ההידראולית צריכה לתת כוח, ומערכת מעקב דמוית Google Glass אמורה לספק תקשורת ומודיעין מהמאה ה- XNUMX. כל זה צריך להיות משולב עם הדור החדש של כלי נשק.

בנוסף, השריון צריך לספק הגנה בתנאים מסוכנים, להגן מפני כדורים, החל ממקלעים (אפילו קלים) - הכל עם שריון עשוי מחומר "נוזלי" מיוחד שאמור להתקשות מיידית במקרה של פגיעה. שדה מגנטי או זרם חשמלי כדי לספק הגנה מרבית מפני קליעים.

הצבא עצמו מקווה שעיצוב כזה יופיע כתוצאה ממחקר שמתבצע כעת במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), שם פותחה חליפת בד שהופכת מנוזל למוצק בהשפעת שדה מגנטי.

אב הטיפוס הראשון, שהוא דגם אינדיקטיבי למדי של TALOS העתידי, הוצג באחד מאירועי התערוכה בארצות הברית במאי 2014. אב טיפוס אמיתי ושלם יותר אמור להיבנות בשנים 2016-2018.