Exoskeletons
Ged a chaidh barrachd is barrachd a chluinntinn mu dheidhinn exoskeletons o chionn ghoirid, tha e coltach gu bheil eachdraidh an innleachd seo a’ dol air ais chun naoidheamh linn deug. Faigh a-mach mar a tha e air atharrachadh thar nan deicheadan agus cò ris a bha na puingean tionndaidh coltach ri mean-fhàs.
1. Dealbh bho pheutant Nikolai Yagn
1890 - Tha a’ chiad bheachdan ùr-ghnàthach airson cruthachadh exoskeleton a’ dol air ais chun 1890mh linn. Ann an 420179, rinn Nicholas Yagn peutant anns na Stàitean Aonaichte (patent Àir. US XNUMX A) “Inneal airson coiseachd, ruith is leum a dhèanamh comasach” (1). B’ e armachd a bh’ ann air a dhèanamh le fiodh, agus b’ e an t-amas aige astar gaisgeach àrdachadh rè caismeachd ioma-cilemeatair. Thàinig an dealbhadh gu bhith na adhbhar brosnachaidh airson tuilleadh rannsachaidh airson am fuasgladh as fheàrr.
1961 - Anns na 60an, thòisich General Electric, còmhla ri buidheann de luchd-saidheans bho Oilthigh Comell, ag obair air cruthachadh deise electro-hydraulic a bheir taic do eacarsaich daonna. Mar thoradh air co-obrachadh leis an arm air pròiseact Man Augmentation thàinig leasachadh air an Hardiman (2). B’ e amas a’ phròiseict deise a chruthachadh a tha coltach ri gluasadan nàdarra duine, a’ leigeil leis nithean le cuideam faisg air 700 kg a thogail. Bha an aon rud aig a’ chulaidh fhèin, ach cha robh an cuideam faicsinneach ach 20 kg.
2. General Electric iomlaidear teas prototype
A dh'aindeoin cho soirbheachail 'sa bha am pròiseact, thionndaidh e a-mach nach robh e cho feumail, agus gum biodh a' chiad leth-bhreac daor. Mu dheireadh dh’ fhàg na roghainnean gluasaid cuibhrichte aca agus an siostam cumhachd iom-fhillte na h-innealan sin do-dhèanta. Rè an deuchainn, thionndaidh e a-mach nach urrainn dha Hardiman ach 350 kg a thogail, agus le cleachdadh fada tha e buailteach do ghluasadan cunnartach, neo-cho-òrdanaichte. Bho tuilleadh leasachaidh air an prototype, cha deach ach aon ghàirdean a thrèigsinn - bha cuideam timcheall air 250 kg air an inneal, ach bha e a cheart cho neo-phractaigeach ris an exoskeleton roimhe.
70an “Air sgàth meud, cuideam, neo-sheasmhachd agus duilgheadasan cumhachd, cha deach an Hardiman a-steach gu cinneasachadh a-riamh, ach chleachd am Man-Mate gnìomhachais cuid de theicneòlas bho na 60an. Chaidh na còraichean air an teicneòlas a cheannach le Western Space and Marine, a stèidhich fear de na h-innleadairean GE. Chaidh an toradh a leasachadh tuilleadh agus tha e an-diugh ann an cruth gàirdean robotach mòr as urrainn suas ri 4500 kg a thogail a’ cleachdadh fios air ais bhon fhorsa, ga dhèanamh air leth freagarrach airson gnìomhachas na stàilinn.
3. Exoskeletons a chaidh a thogail aig Institiùd Pupin Mihailo ann an Serbia.
1972 - Chaidh exoskeletons gnìomhach tràth agus innealan-fuadain humanoid a leasachadh aig Institiùd Pupin Mihailo ann an Serbia le buidheann air a stiùireadh leis an t-Ollamh. Miomir Vukobratovich. An toiseach, chaidh siostaman gluasad cas a leasachadh gus taic a thoirt do ath-ghnàthachadh dhaoine a tha a’ fulang le paraplegia (3). Nuair a bhios iad a’ leasachadh exoskeletons gnìomhach, leasaich an institiùd dòighean cuideachd airson mion-sgrùdadh agus smachd a chumail air gluasad dhaoine. Tha cuid de na h-adhartasan sin air cur ri leasachadh innealan-fuadain humanoid àrd-choileanadh an latha an-diugh. Ann an 1972, chaidh deuchainn a dhèanamh air exoskeleton giuthais gnìomhach le prògramadh dealanach airson pairilis na h-iomall as ìsle ann an clionaig orthopédic ann am Belgrade.
1985 “Tha innleadair aig Saotharlann Nàiseanta Los Alamos a’ togail exoskeleton ris an canar am Pitman, armachd cumhachd dha saighdearan-coise. Bha smachd an inneil stèidhichte air mothachairean a bhios a’ sgrùdadh uachdar a’ chlaigeann, air an cur ann an clogaid sònraichte. Leis na comasan a bha aig teicneòlas aig an àm, bha e na dhealbhadh ro iom-fhillte airson a dhèanamh. B’ e an cuingealachadh sa mhòr-chuid nach robh cumhachd coimpiutaireachd gu leòr aig coimpiutairean. A bharrachd air an sin, bha a bhith a’ làimhseachadh comharran eanchainn agus gan tionndadh gu gluasadan exoskeleton fhathast cha mhòr do-dhèanta gu teicnigeach aig an àm sin.
4. Exoskeleton Lifesuit, air a dhealbhadh le Monty Reed.
1986 - Bidh Monty Reed, saighdear Arm na SA a bhris a dhruim-droma fhad ‘s a bha e a’ spealadh, a ’leasachadh deise mairsinn beò exoskeleton (4). Bha e air a bhrosnachadh leis na tuairisgeulan air deiseachan coise-coise gluasadach anns an nobhail ficsean saidheans aig Robert Heinlein Starship Troopers, a leugh e fhad ‘s a bha e a’ faighinn seachad air san ospadal. Ach, cha do thòisich Reed ag obair air an inneal aige gu 2001. Ann an 2005, rinn e deuchainn air deise teasairginn prototype 4,8 ann an rèis Latha Naomh Pàdraig ann an Seattle, Washington. Tha an leasaiche ag agairt gun do shuidhich e clàr astair coiseachd ann an deiseachan robot, a’ còmhdach 4 cilemeatair aig astar cuibheasach de 14 km/h. Bha am prototype Lifesuit 1,6 comasach air a dhol 92 km le làn chasaid agus leig e XNUMX kg a thogail.
1990-an-diugh - Chaidh a’ chiad prototype den exoskeleton HAL a mholadh le Yoshiyuki Sankai (5), prof. Oilthigh Tsukuba. Chuir Sankai seachad trì bliadhna - bho 1990 gu 1993 - a’ comharrachadh nan neurons a bhios a’ cumail smachd air gluasad nan casan. Thug e ceithir bliadhna eile dha fhèin agus an sgioba aige prototype a dhèanamh den uidheamachd. Bha an treas prototype HAL, a chaidh a leasachadh tràth san 22mh linn, ceangailte ri coimpiutair. Bha cuideam faisg air 5 kg aig a’ bhataraidh fhèin, rud a bha ga dhèanamh glè neo-phractaigeach. An coimeas ri sin, cha robh am modail nas fhaide air adhart HAL-10 ach cuideam 5 kg agus bha am bataraidh agus coimpiutair smachd air a phasgadh timcheall meadhan an neach-cleachdaidh. Tha HAL-XNUMX an-dràsta na exoskeleton meidigeach le ceithir buill (ged a tha dreach le buill nas ìsle a-mhàin ri fhaighinn cuideachd) air a dhèanamh leis a’ chompanaidh Iapanach Cyberdyne Inc. ann an co-obrachadh le Oilthigh Tsukuba.
5. Bidh an t-Àrd-ollamh Yoshiyuki Sankai a’ taisbeanadh aon de na modalan exoskeleton.
Ag obair timcheall air 2 uair 40 mionaid a-staigh agus a-muigh. A’ cuideachadh le bhith a’ togail nithean troma. Le suidheachadh nan smachdan agus an draibheadh ann an soithichean taobh a-staigh na cùise bha e comasach faighinn cuidhteas an "backpack" a tha cho àbhaisteach don mhòr-chuid de dh’ easgann, uaireannan coltach ri biastag mòr. Bu chòir do dhaoine le mòr-fhulangas, osteoporosis, agus suidheachadh cridhe sam bith co-chomhairle a chumail ri lighiche mus cleachd iad HAL, agus tha contraindications a’ toirt a-steach, ach gun a bhith cuibhrichte gu, inneal-glanaidh agus torrachas. Mar phàirt den phrògram HAL FIT, tha an neach-dèanamh a’ toirt cothrom seiseanan làimhseachaidh a chleachdadh le exoskeleton airson gach cuid daoine tinn agus fallain. Tha dealbhaiche HAL ag agairt gum bi na h-ath ìrean den ùrachadh ag amas air deise tana a chruthachadh a leigeas leis an neach-cleachdaidh gluasad gu saor agus eadhon ruith.
2000 - prof. Tha Homayoun Kazeruni agus an sgioba aige aig Ekso Bionics a’ leasachadh Neach-giùlan Cargo Daonna Uile-choitcheann, no HULC (6) na exoskeleton gun uèir le draibhear uisgeachaidh. Is e an t-amas aige saighdearan cogaidh a chuideachadh gus luchdan suas ri 90 kg a ghiùlan airson ùine mhòr, le astar as àirde de 16 km / h. Chaidh an siostam fhoillseachadh don phoball aig Symposium Geamhraidh AUSA air 26 Gearran, 2009, nuair a chaidh aonta ceadachd a ruighinn le Lockheed Martin. Is e titanium an stuth as làidire a thathas a’ cleachdadh san dealbhadh seo, stuth aotrom ach an ìre mhath daor le feartan meacanaigeach agus neart àrd.
Tha an exoskeleton uidheamaichte le cupannan suidse a leigeas leat nithean le cuideam suas ri 68 kg (inneal togail) a ghiùlan. Tha cumhachd air a thoirt seachad bho cheithir bataraidhean lithium-polymer, a nì cinnteach gum bi an inneal ag obair aig an ìre as àirde suas ri 20 uair. Chaidh an exoskeleton a dhearbhadh ann an diofar shuidheachaidhean sabaid agus le diofar luchdan. Às deidh sreath de dheuchainnean soirbheachail ann an tuiteam 2012, chaidh a chuir gu Afganastan, far an deach deuchainn a dhèanamh air aig àm còmhstri armachd. A dh'aindeoin mòran lèirmheasan adhartach, chaidh am pròiseact a chuir dheth. Mar a thionndaidh e, bha an dealbhadh ga dhèanamh duilich cuid de ghluasadan a dhèanamh agus gu dearbh mheudaich e an luchd air na fèithean, a bha an-aghaidh a ’bheachd choitcheann air a chruthachadh.
2001 - Tha pròiseact Berkeley Lower Extremity Exoskeleton (BLEEX), a bha an dùil gu sònraichte airson an airm, a’ dol air adhart. Taobh a-staigh an fhrèam aige, chaidh toraidhean gealltanach a choileanadh ann an cruth fuasglaidhean fèin-riaghailteach a tha cudromach gu practaigeach. An toiseach, chaidh inneal robotach a chruthachadh, ceangailte ris a 'bhodhaig ìseal gus neart a bharrachd a thoirt dha na casan. Chaidh an uidheamachd a mhaoineachadh le Buidheann Phròiseactan Rannsachaidh Adhartach an Dìon (DARPA) agus air a leasachadh le deuchainn-lann Berkeley Robotics and Human Engineering, roinn de Oilthigh California, Roinn Innleadaireachd Meacanaigeach Berkeley. Tha siostam exoskeleton Berkeley a’ toirt comas do shaighdearan luchdan pàighidh mòra a ghiùlan gun mòran oidhirp agus thairis air seòrsa sam bith de chruth-tìre, leithid biadh, uidheamachd teasairginn, innealan ciad-chobhair, conaltradh agus buill-airm. A bharrachd air tagraidhean armachd, tha BLEEX an-dràsta a’ leasachadh phròiseactan catharra. Tha an Saotharlann Robotics agus Innleadaireachd Daonna an-dràsta a’ sgrùdadh nam fuasglaidhean a leanas: ExoHiker - exoskeleton a chaidh a dhealbhadh gu sònraichte airson buill turas far a bheil feum air uidheamachd trom a ghiùlan, ExoClimber - uidheamachd airson daoine a tha a’ dìreadh cnuic àrda, Medical Exoskeleton - exoskeleton airson daoine le ciorraman comasan corporra. eas-òrdughan gluasaid ball nas ìsle.
8. Prototype Sarcos XOS 2 ann an gnìomh
an teacsa
2010 - XOS 2 a’ nochdadh (8) a’ leantainn den exoskeleton XOS à Sarcos. An toiseach, tha an dealbhadh ùr air fàs nas aotroime agus nas earbsaiche, a 'toirt cothrom dhut luchdan suas ri 90 kg a thogail ann an statach. Tha an inneal coltach ri cyborg. Tha an smachd stèidhichte air trithead actuator a bhios ag obair mar joints fuadain. Tha grunn luchd-mothachaidh anns an exoskeleton a bhios a’ sgaoileadh chomharran gu na actuators tro choimpiutair. San dòigh seo, bidh obrachadh rèidh agus leantainneach a ’tachairt, agus chan eil an neach-cleachdaidh a’ faireachdainn oidhirp mhòr sam bith. Tha cuideam XOS 68 kg.
2011-an-diugh - Tha Rianachd Bidhe is Dhrugaichean na SA (FDA) a’ ceadachadh exoskeleton meidigeach ReWalk (9). Is e siostam a th’ ann a bhios a’ cleachdadh eileamaidean neart gus na casan a neartachadh agus a’ leigeil le daoine le pairilis seasamh suas gu dìreach, coiseachd is streap suas staidhre. Tha lùth air a thoirt seachad le bataraidh backpack. Tha an smachd air a dhèanamh le bhith a 'cleachdadh smachd iomallach làimhe sìmplidh a lorgas agus a' ceartachadh gluasadan an neach-cleachdaidh. Chaidh an rud gu lèir a dhealbhadh le Amit Goffer à Israel agus tha e ga reic le ReWalk Robotics Ltd (Argo Medical Technologies bho thùs) airson timcheall air PLN 85. dolar.
9 Daoine a’ Coiseachd a-steach ReWalk Exoskeletons
Aig àm an leigeil a-mach, bha an uidheamachd ri fhaighinn ann an dà dhreach - ReWalk I agus ReWalk P. Tha a’ chiad fhear air a chleachdadh le ionadan meidigeach airson adhbharan rannsachaidh no leigheasach fo stiùireadh proifeasanta meidigeach. Tha ReWalk P airson a chleachdadh gu pearsanta le euslaintich aig an taigh no ann an raointean poblach. Anns an Fhaoilleach 2013, chaidh dreach ùraichte de ReWalk Rehabilitation 2.0 fhoillseachadh. Leasaich seo an uidheamachadh airson daoine nas àirde agus leasaich e am bathar-bog smachd. Tha ReWalk ag iarraidh air an neach-cleachdaidh crutches a chleachdadh. Thathas a’ toirt iomradh air galairean cardiovascular agus cugallachd cnàimh mar contraindications. Is e an cuingealachadh cuideachd fàs, taobh a-staigh 1,6-1,9 m, agus cuideam corp suas gu 100 kg. Is e seo an aon exoskeleton anns an urrainn dhut càr a dhràibheadh.
10. Ex Bionics eLEGS
2012 Bidh Ekso Bionics, air an robh Berkeley Bionics roimhe, a’ nochdadh an exoskeleton meidigeach aige. Thòisich am pròiseact dà bhliadhna roimhe sin fon ainm eLEGS (10), agus bha e airson ath-bheothachadh dhaoine le diofar ìrean de pairilis. Coltach ri ReWalk, tha feum air crutches airson an togail. Bidh am bataraidh a’ toirt seachad lùth airson co-dhiù sia uairean de chleachdadh. Tha seata Exo a’ cosg timcheall air 100 mìle. dolar. Anns a 'Phòlainn, tha fios air pròiseact an exoskeleton Ekso GT, inneal meidigeach a chaidh a dhealbhadh gus obrachadh le euslaintich euslainteach. Tha an dealbhadh aige a’ ceadachadh coiseachd, a’ toirt a-steach daoine às deidh stròcan, leòn cnàimh-droma, euslaintich le sglerosis iomadach no le syndrome Guillain-Barré. Faodaidh an uidheamachd obrachadh ann an grunn mhodhan eadar-dhealaichte, a rèir ìre dysfunction an euslaintich.
2013 - Bidh Mindwalker, pròiseact exoskeleton fo smachd inntinn, a’ faighinn maoineachadh bhon Aonadh Eòrpach. Tha an dealbhadh mar thoradh air co-obrachadh eadar luchd-saidheans bho Oilthigh Shaor a’ Bhruiseil agus Stèidheachd Santa Lucia san Eadailt. Rinn an luchd-rannsachaidh deuchainn air diofar dhòighean air smachd a chumail air an inneal - tha iad den bheachd gu bheil an eadar-aghaidh eanchainn-neuro-coimpiutair (BNCI) ag obair as fheàrr, a leigeas leat smachd a chumail air le smuaintean. Bidh comharran a 'dol eadar an eanchainn agus a' choimpiutair, a 'dol seachad air a' chnàimh droma. Bidh Mindwalker a 'tionndadh comharran EMG, is e sin, comasan beaga (ris an canar myopotentials) a tha a' nochdadh air uachdar craiceann duine nuair a bhios fèithean ag obair, gu òrdughan gluasad dealanach. Tha an exoskeleton gu math aotrom, le cuideam dìreach 30 kg às aonais bataraidhean. Bheir e taic do inbheach le cuideam suas ri 100 kg.
2016 - Bidh Oilthigh Teicnigeach ETH ann an Zurich, an Eilbheis, a’ cumail a’ chiad fharpais spòrs Cybathlon airson daoine le ciorraman a’ cleachdadh innealan-fuadain cuideachail. B’ e aon de na cuspairean an rèis exoskeleton air cùrsa cnap-starra do dhaoine le pairilis de na h-àiteachan as ìsle. Anns an taisbeanadh seo de sgilean agus teicneòlas, bha aig luchd-cleachdaidh exoskeleton ri gnìomhan a dhèanamh leithid suidhe air sòfa agus èirigh, coiseachd air leòidean, ceumadh air creagan (mar nuair a bha iad a’ dol tarsainn air abhainn beinne eu-domhainn), agus streap staidhre. Thionndaidh e a-mach nach robh duine comasach air na h-eacarsaichean gu lèir a mhaighstir, agus thug e barrachd air 50 mionaid dha na sgiobaidhean as luaithe an cùrsa cnap-starra 8-meatair a chrìochnachadh. Thèid an ath thachartas a chumail ann an 2020 mar chomharradh air leasachadh teicneòlas exoskeleton.
2019 - Aig taisbeanaidhean samhraidh aig Ionad Trèanaidh Commando ann an Lympston, RA, sheall Richard Browning, innleadair agus Ceannard Gnìomhachasan Gravity, an deise jet exoskeleton Daedalus Mark 1 aige, a thug buaidh mhòr air an arm, agus chan ann a-mhàin air na Breatannaich. Tha sia einnseanan jet beaga - dhà dhiubh air an stàladh aig a 'chùl agus dhà ann an cruth paidhrichean a bharrachd air gach gàirdean - a' leigeil leat streap gu àirde suas ri 600 m. Gu ruige seo, chan eil ach connadh gu leòr ann airson 10 mionaidean de itealaich...
