Ein Exoskelett ist ein externer Rahmen, der es einer Person ermöglicht, wirklich fantastische Aktionen auszuführen: Gewichte heben, fliegen, mit großer Geschwindigkeit rennen, riesige Sprünge machen usw. Und wenn Sie denken, dass nur die Hauptfiguren von "Iron Man" oder "Avatar" solche Geräte haben, dann irren Sie sich zutiefst. Sie stehen der Menschheit seit den 60er Jahren zur Verfügung. letztes Jahrhundert; Außerdem können Sie lernen, wie Sie ein Exoskelett mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen! Aber das Wichtigste zuerst.
Exoskelett: Einführung
Heute kann man sich ganz einfach ein Exoskelett kaufen - ähnliche Produkte werden von Ekso Bionics und Hybrid Assistive Limb (Japan), Indego (USA), ReWalk (Israel) hergestellt. Aber nur, wenn Sie zusätzlich 75-120.000 Euro haben. In Russland werden bisher nur medizinische Exoskelette hergestellt. Sie werden von Exoathlet entworfen und hergestellt.
Das erste Exoskelett wurde in den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts von Wissenschaftlern der Konzerne General Electric und United States Military hergestellt. Es hieß Hardiman und konnte eine Last von 110 kg frei in die Luft heben. Die Person, die dieses Gerät anlegte, erfuhr dabei eine Belastung, dabeim Heben von 4,5 kg! Erst jetzt wog Hardiman selbst ganze 680 kg. Deshalb war er nicht sehr gefragt.
Alle Exoskelette werden in drei Typen unterteilt:
- vollständig robotisch;
- für Hände;
- für Beine.
Moderne Roboteranzüge wiegen zwischen 5 und 30 kg und mehr. Sie sind sowohl aktiv als auch passiv (arbeiten nur auf Befehl des Bedieners). Exoskelette werden nach ihrem Zweck in Militär, Medizin, Industrie und Raumfahrt unterteilt. Betrachten Sie das Wunderbarste von ihnen.
Die beeindruckendsten Exoskelette unserer Zeit
Solche Exoskelette in naher Zukunft mit eigenen Händen zu Hause zusammenzubauen, wird natürlich nicht funktionieren, aber es lohnt sich, sie kennenzulernen:
- DM (Traummaschine). Es ist ein vollautomatisches hydraulisches Exoskelett, das durch die Stimme seines Bedieners gesteuert wird. Das Gerät wiegt 21 kg und kann einer Person mit einem Gewicht von bis zu einem Zentner standh alten. Bisher wird es zur Rehabilitation von Patienten eingesetzt, die aufgrund von Erkrankungen des zentralen Nervensystems oder anderen neuromuskulären Erkrankungen nicht mehr gehen können. Ungefähre Kosten - 7 Millionen Rubel.
- Ekso GT. Die Mission dieses Exoskeletts ist die gleiche wie die des vorherigen - es hilft Menschen mit Pathologien der motorischen Funktionen der Beine. Die Eigenschaften sind ähnlich wie beim vorherigen, der Preis beträgt 7,5 Millionen Rubel.
- ReWalk. Es soll Menschen mit Lähmungen der unteren Extremitäten wieder Bewegung geben. Das Gerät wiegt 25 kg und kann 3 Stunden ohne Aufladen arbeiten. Das Exoskelett ist in Europa und den USA für umgerechnet 3,5 Millionen erhältlichRubel.
- REX. Heute kann dieses Gerät in Russland für 9 Millionen Rubel gekauft werden. Das Exoskelett gibt Menschen mit Beinlähmung nicht nur selbstständiges Gehen, sondern auch die Fähigkeit zu stehen/sitzen, sich umzudrehen, Moonwalking zu machen, Treppen hinunterzugehen usw. REX ist Joystick-gesteuert und kann den ganzen Tag ohne Aufladen funktionieren.
- HAL (Hybrid Assistive Limb). Es gibt zwei Versionen - für Arme und für Arme / Beine / Rumpf. Diese Erfindung ermöglicht es dem Bediener, ein Gewicht zu heben, das fünfmal schwerer ist als die Grenze für eine Person. Es wird auch zur Rehabilitation von gelähmten Menschen eingesetzt. Dieses Exoskelett wiegt nur 12 kg und seine Ladung reicht für 1,0-1,5 Stunden.
Wie man mit eigenen Händen ein Exoskelett baut: James Hacksmith Hobson
Der erste und bislang einzige Mensch, dem es gelungen ist, ein Exoskelett unter Nicht-Laborbedingungen zu konstruieren, ist der kanadische Ingenieur James Hobson. Der Erfinder baute ein Gerät, mit dem er 78 Kilogramm schwere Schlackenblöcke frei in die Luft heben kann. Sein Exoskelett arbeitet mit pneumatischen Zylindern, die vom Kompressor mit Energie versorgt werden, und das Gerät wird über eine Fernbedienung gesteuert.
Kanadier hält seine Erfindung nicht geheim. Wie man nach seinem Vorbild ein Exoskelett mit eigenen Händen zusammenbaut, erfahren Sie auf der Website des Ingenieurs und auf seinem YouTube-Kanal. Bitte beachten Sie jedoch, dass das von einem solchen Exoskelett angehobene Gewicht ausschließlich auf der Wirbelsäule des Bedieners ruht.
Heimwerker-Exoskelett:Beispieldiagramm
Es gibt keine detaillierte Anleitung, mit der Sie ein Exoskelett einfach zu Hause zusammenbauen können. Es ist jedoch klar, dass Folgendes benötigt wird:
- Rahmen, gekennzeichnet durch Kraft und Beweglichkeit;
- Hydraulikkolben;
- Druckkammern;
- Vakuumpumpen;
- Netzteil;
- langlebige Schläuche, die hohen Drücken standh alten;
- Steuerrechner;
- Sensoren;
- Software, mit der Sie Informationen von Sensoren für den gewünschten Betrieb der Ventile senden und konvertieren können.
Wie diese Komposition ungefähr funktionieren wird:
- Eine Pumpe soll den Druck im System erhöhen, die andere ihn senken.
- Der Betrieb der Ventile hängt vom Druck in den Druckkammern ab, dessen Zunahme/Abnahme das System steuert.
- Position der Sensoren (gegen die Bewegung der Gliedmaßen): sechs - Arme, vier - Rücken, drei - Beine, zwei Füße (mehr als 30 insgesamt).
- Software soll Druck auf Sensoren verhindern.
- Sensorsignale müssen in bedingte (Informationen von ihnen sind nützlich, wenn der bedingungslose Sensor nicht über den Druck, den er erfährt, "spricht") und bedingungslose unterteilt werden. Die Bedingtheit / Unbedingtheit dieser Elemente kann beispielsweise durch einen Beschleunigungssensor bestimmt werden.
- Exoskelett-Hände - mit drei Fingern, getrennt vom Handgelenk des Bedieners - um Verletzungen vorzubeugen und zusätzliche Kraft zu verleihen.
- Die Stromquelle wird nach dem Zusammenbau und dem Probetest des Exoskeletts ausgewählt.
Roboteranzüge, so weitnur im Bereich der Rehabilitation, treten bereits in unser Leben ein. Es gibt Erfinder, die in der Lage sind, ein solches Gerät außerhalb des Labors zu bauen. Gut möglich, dass in naher Zukunft jeder Student das Stalker-Exoskelett mit eigenen Händen zusammenbauen kann. Dass solche Systeme die Zukunft sind, lässt sich heute schon absehen.
