Un esoscheletro è una struttura esterna che permette a una persona di compiere azioni davvero fantastiche: sollevare pesi, volare, correre a grande velocità, fare s alti giganti, ecc. E se pensi che solo i personaggi principali di "Iron Man" o "Avatar" abbiano tali dispositivi, allora ti sbagli profondamente. Sono stati a disposizione dell'umanità dagli anni '60. l'ultimo secolo; inoltre, puoi imparare come assemblare un esoscheletro con le tue mani! Tuttavia, prima di tutto.
Esoscheletro: Introduzione
Oggi puoi facilmente comprarti un esoscheletro: prodotti simili sono prodotti da Ekso Bionics e Hybrid Assistive Limb (Giappone), Indego (USA), ReWalk (Israele). Ma solo se hai 75-120mila euro in più. In Russia finora vengono prodotti solo esoscheletri medici. Sono progettati e prodotti da Exoathlet.
Il primo esoscheletro è stato realizzato dagli scienziati delle corporazioni General Electric e United States Military negli anni Sessanta del secolo scorso. Si chiamava Hardiman e poteva sollevare liberamente in aria un carico di 110 kg. La persona che ha indossato questo dispositivo durante il processo ha subito un carico, comedurante il sollevamento di 4,5 kg! Solo ora Hardiman stesso pesava tutti i 680 kg. Ecco perché non era molto richiesto.
Tutti gli esoscheletri sono divisi in tre tipi:
- completamente robotica;
- per le mani;
- per le gambe.
Le moderne tute per robot pesano da 5 a 30 kg e oltre. Sono sia attivi che passivi (lavorano solo su comando dell'operatore). In base al loro scopo, gli esoscheletri sono divisi in militari, medici, industriali e spaziali. Considera il più meraviglioso di loro.
Gli esoscheletri più impressionanti del nostro tempo
Assemblare tali esoscheletri con le tue mani a casa nel prossimo futuro, ovviamente, non funzionerà, ma vale la pena conoscerli:
- DM (Macchina dei sogni). È un esoscheletro idraulico completamente automatico controllato dalla voce del suo operatore. Il dispositivo pesa 21 kg ed è in grado di resistere a una persona che pesa fino a un centesimo. Finora viene utilizzato per la riabilitazione di pazienti che non possono camminare a causa di malattie del sistema nervoso centrale o altre malattie neuromuscolari. Costo approssimativo - 7 milioni di rubli.
- Ekso GT. La missione di questo esoscheletro è la stessa del precedente: aiuta le persone con patologie delle funzioni motorie delle gambe. Le caratteristiche sono simili alla precedente, il prezzo è di 7,5 milioni di rubli.
- ReWalk. È progettato per ridare movimento alle persone con paralisi degli arti inferiori. Il dispositivo pesa 25 kg ed è in grado di funzionare senza ricarica per 3 ore. L'esoscheletro è disponibile in Europa e negli Stati Uniti per l'equivalente di 3,5 milionirubli.
- REX. Oggi questo dispositivo può essere acquistato in Russia per 9 milioni di rubli. L'esoscheletro offre alle persone con paralisi alle gambe non solo la deambulazione indipendente, ma anche la capacità di stare in piedi/seduto, girarsi, camminare sulla luna, scendere le scale, ecc. REX è controllato tramite joystick e può funzionare tutto il giorno senza ricarica.
- HAL (Hybrid Assistive Limb). Ci sono due versioni: per braccia e per braccia/gambe/busto. Questa invenzione consente all'operatore di sollevare un peso 5 volte più pesante del limite per una persona. Viene anche utilizzato per la riabilitazione di persone paralizzate. Questo esoscheletro pesa solo 12 kg e la sua carica è sufficiente per 1,0-1,5 ore.
Come creare un esoscheletro con le tue mani: James Hacksmith Hobson
La prima e finora l'unica persona che è riuscita a costruire un esoscheletro in condizioni non di laboratorio è l'ingegnere canadese James Hobson. L'inventore ha assemblato un dispositivo che gli consente di sollevare liberamente blocchi di cenere da 78 chilogrammi in aria. Il suo esoscheletro funziona su cilindri pneumatici, che sono alimentati con energia dal compressore, e il dispositivo è controllato tramite un telecomando.
Canadian non mantiene segreta la sua invenzione. Puoi scoprire come assemblare un esoscheletro con le tue mani seguendo il suo esempio sul sito Web dell'ingegnere e sul suo canale YouTube. Tuttavia, si prega di notare che il peso sollevato da un tale esoscheletro poggia esclusivamente sulla colonna vertebrale dell'operatore.
Esoscheletro fai-da-te:diagramma di esempio
Non ci sono istruzioni dettagliate che ti permettano di assemblare facilmente un esoscheletro a casa. Tuttavia, è chiaro che avrà bisogno di:
- telaio, caratterizzato da robustezza e mobilità;
- pistoni idraulici;
- camere a pressione;
- pompe per vuoto;
- alimentazione;
- tubi durevoli in grado di resistere ad alta pressione;
- computer di controllo;
- sensori;
- software che consente di inviare e convertire informazioni dai sensori per il funzionamento desiderato delle valvole.
Come funzionerà approssimativamente questa composizione:
- Una pompa dovrebbe aumentare la pressione nel sistema, l' altra dovrebbe diminuirla.
- Il funzionamento delle valvole dipende dalla pressione nelle camere di pressione, il cui aumento/diminuzione controllerà il sistema.
- Posizione dei sensori (contro il movimento degli arti): sei - braccia, quattro - schiena, tre - gambe, due piedi (più di 30 in totale).
- Il software dovrebbe prevenire la pressione sui sensori.
- I segnali del sensore devono essere divisi in condizionali (le informazioni da essi sono utili se il sensore incondizionato non "parla" della pressione che sta subendo) e incondizionati. La condizionalità/incondizionalità di questi elementi può essere determinata, ad esempio, da un accelerometro.
- Mani esoscheletriche - a tre dita, separate dal polso dell'operatore - per prevenire lesioni e dare ulteriore forza.
- La fonte di alimentazione viene selezionata dopo l'assemblaggio e il test di prova dell'esoscheletro.
Tute per robot, finorasolo nel campo della riabilitazione, stanno già cominciando ad entrare nella nostra vita. Ci sono inventori che sono in grado di costruire un tale dispositivo al di fuori del laboratorio. È del tutto possibile che nel prossimo futuro qualsiasi studente sarà in grado di assemblare l'esoscheletro Stalker con le proprie mani. È già possibile prevedere che tali sistemi siano il futuro.
