Exoskeleton je vnější rám, který člověku umožňuje provádět skutečně fantastické akce: zvedat činky, létat, běhat velkou rychlostí, dělat obří skoky atd. A pokud si myslíte, že taková zařízení mají pouze hlavní hrdinové "Iron Man" nebo "Avatar", pak se hluboce mýlíte. Lidstvu jsou k dispozici od 60. let. minulé století; a co víc, můžete se naučit, jak sestavit exoskelet vlastníma rukama! Nejprve však první věci.
Exoskeleton: Úvod
Dnes si můžete snadno koupit exoskeleton - podobné produkty vyrábí Ekso Bionics a Hybrid Assistive Limb (Japonsko), Indego (USA), ReWalk (Izrael). Ale pouze v případě, že máte navíc 75-120 tisíc eur. V Rusku se zatím vyrábějí pouze lékařské exoskelety. Jsou navrženy a vyrobeny společností Exoathlet.
První exoskeleton vyrobili vědci z korporací General Electric a United States Military již v šedesátých letech minulého století. Jmenoval se Hardiman a mohl volně zvednout do vzduchu náklad o hmotnosti 110 kg. Osoba, která nasadila toto zařízení v procesu, zažila zátěž, aspři zvedání 4,5 kg! Teprve nyní sám Hardiman vážil všech 680 kg. Proto nebyl příliš žádaný.
Všechny exoskeletony jsou rozděleny do tří typů:
- plně robotické;
- pro ruce;
- pro nohy.
Moderní robotické obleky váží od 5 do 30 kg a více. Jsou aktivní i pasivní (fungují pouze na povel operátora). Podle účelu se exoskeletony dělí na vojenské, lékařské, průmyslové a vesmírné. Zvažte ty nejúžasnější z nich.
Nejpůsobivější exoskeletony naší doby
Sestavení takových exoskeletonů vlastníma rukama doma v blízké budoucnosti samozřejmě nebude fungovat, ale stojí za to se s nimi seznámit:
- DM (stroj na sny). Jedná se o plně automatický hydraulický exoskelet, který je ovládán hlasem jeho operátora. Zařízení váží 21 kg a je schopno odolat osobě vážící do centu. Dosud slouží k rehabilitaci pacientů, kteří nemohou chodit pro onemocnění centrální nervové soustavy nebo jiná nervosvalová onemocnění. Přibližná cena - 7 milionů rublů.
- Ekso GT. Poslání tohoto exoskeletu je stejné jako předchozí - pomáhá lidem s patologiemi motorických funkcí nohou. Vlastnosti jsou podobné jako u předchozího, cena je 7,5 milionu rublů.
- ReWalk. Je navržen tak, aby lidem s paralýzou dolních končetin opět poskytl pohyb. Zařízení váží 25 kg a je schopno pracovat bez dobíjení 3 hodiny. Exoskeleton je dostupný v Evropě a USA za ekvivalent 3,5 milionurublů.
- REX. Dnes lze toto zařízení koupit v Rusku za 9 milionů rublů. Exoskeleton dává lidem s paralýzou nohou nejen samostatnou chůzi, ale také schopnost stát/sednout si, otočit se, jít po měsíci, sejít schody atd. REX se ovládá joystickem a může fungovat celý den bez dobíjení.
- HAL (Hybrid Assistive Limb). Existují dvě verze - na ruce a na ruce / nohy / trup. Tento vynález umožňuje operátorovi zvednout váhu 5krát těžší, než je limit pro osobu. Používá se také k rehabilitaci ochrnutých lidí. Tento exoskeleton váží pouhých 12 kg a jeho nabití vystačí na 1,0-1,5 hodiny.
Jak si vyrobit exoskeleton vlastníma rukama: James Hacksmith Hobson
Prvním a zatím jediným člověkem, kterému se podařilo zkonstruovat exoskelet v nelaboratorních podmínkách, je kanadský inženýr James Hobson. Vynálezce sestavil zařízení, které mu umožňuje volně zvedat 78kilogramové škvárové bloky do vzduchu. Jeho exoskeleton funguje na pneumatických válcích, které jsou zásobovány energií kompresorem a zařízení je ovládáno pomocí dálkového ovládání.
Kanaďan svůj vynález neuchovává v tajnosti. Jak sestavit exoskelet vlastníma rukama podle jeho příkladu, můžete zjistit na webu inženýra a na jeho kanálu YouTube. Vezměte prosím na vědomí, že váha zvednutá takovým exoskeletem spočívá výhradně na páteři operátora.
DIY exoskeleton:vzorový diagram
Neexistují žádné podrobné pokyny, které by vám umožnily snadno sestavit exoskeleton doma. Je však jasné, že bude potřebovat:
- rám, vyznačující se pevností a pohyblivostí;
- hydraulické písty;
- tlakové komory;
- vakuová čerpadla;
- zdroj napájení;
- odolné trubky, které vydrží vysoký tlak;
- ovládat počítač;
- sensors;
- software, který vám umožňuje odesílat a převádět informace ze senzorů pro požadovaný provoz ventilů.
Jak bude toto složení zhruba fungovat:
- Jedno čerpadlo by mělo zvýšit tlak v systému, druhé by ho mělo snížit.
- Fungování ventilů závisí na tlaku v tlakových komorách, jehož zvýšení/snížení bude řídit systém.
- Pozice senzorů (proti pohybu končetin): šest - paže, čtyři - záda, tři - nohy, dvě nohy (celkem více než 30).
- Software by měl zabránit tlaku na senzory.
- Senzorové signály je nutné rozdělit na podmíněné (informace z nich jsou užitečné, pokud nepodmíněný snímač „nemluví“o tlaku, který zažívá) a nepodmíněné. Podmíněnost / nepodmíněnost těchto prvků lze určit např. akcelerometrem.
- Ruce exoskeletonu – tříprsté, oddělené od zápěstí operátora – zabraňují zranění a poskytují dodatečnou sílu.
- Zdroj energie je vybrán po sestavení a zkušebním testování exoskeletonu.
Robot zatím vyhovujepouze v oblasti rehabilitace, již začínají vstupovat do našich životů. Existují vynálezci, kteří jsou schopni takové zařízení postavit mimo laboratoř. Je docela možné, že v blízké budoucnosti bude každý student schopen sestavit Stalker exoskeleton vlastníma rukama. Již nyní je možné předpovědět, že takové systémy jsou budoucností.
