Exoskeletonii încetează să mai exotice și sunt din ce în ce mai folosiți pentru reabilitare și pentru viața de zi cu zi.
În ultimii ani, au fost folosite multe dispozitive și dispozitive pentru a reabilita persoanele cu dizabilități și pentru a le facilita viața, pentru a spori mobilitatea, a îmbunătăți parametrii fizici, a reduce sau a-și pierde din cauza diferitelor boli și răniri. Dar poate cel mai notabil eveniment a fost apariția exoscheletonilor, care sunt folosiți nu numai ca echipament de reabilitare, ci și în viața cotidiană. Exoskeletonii au făcut o adevărată revoluție în reabilitare, permițând să facă ceea ce cu câțiva zeci de ani în urmă părea fantastic - să aducă o persoană paralizată dintr-un scaun cu rotile și să-i dea posibilitatea să meargă.
Când și cum au apărut exoschemele pentru prima dată? Ce sunt? Ce modele de exoskeleton sunt concepute pentru persoanele cu dizabilități? Cât de mult merită? Există astfel de dispozitive în Rusia? Să încercăm să găsim răspunsuri la aceste întrebări și de a face cu faptul că este încă este - o jucărie costisitoare sau o acțiune reală a dispozitivului, care va veni să înlocuiască scaunul cu rotile.
De la roboți de luptă până la echipamente medicale
Ideea de a crea un exoschelet aparține inginerului mecanic rus Nikolai Yang, care a trăit și a lucrat în Statele Unite. La sfârșitul anilor 80 ai secolului al XIX-lea, el a înregistrat mai multe brevete pe această temă. Yagn a crezut că un astfel de dispozitiv ar face mersul și alergatul mai ușor pentru o persoană, dar mai întâi un exoschelet. conform calculelor inventatorului, a fost destinat soldaților.
O contribuție enormă la dezvoltarea exoskeletons, așa cum sa întâmplat de multe ori cu un numar de inventii realizate scriitori de science-fiction. Un exemplu ilustrativ - a venit la sfârșitul anilor '50 ai secolului trecut roman de Robert Hanlayna „Starship Troopers“, în care războinici Space Marine luptat cu monstri străin în cadrul costume speciale pentru a facilita libera circulație a acestora și portul de arme și muniții.
Nu este surprinzător că primele exoskeletonuri au fost proiectate pentru nevoile armatei. Pionierul în acest domeniu a fost compania americană General Electric, a cărei specialiști comandați de Departamentul Apărării al Statelor Unite au creat în anii 60 ai secolului trecut exoscheletul Hardiman. Operatorul său, cu efortul de a ridica 4,5 kg de greutate, ridica o greutate de 110 kg. Cu toate acestea, Hardiman a fost prea nepractic, datorită masei sale uriașe de 680 kg, ceea ce a împiedicat foarte mult utilizarea sa. Un alt dezavantaj al primelor exoskeletoni, făcând imposibilă aplicarea lor practică, erau mișcări intense incontrolabile.
Prima dezvoltare a exoskeletonilor, destinate utilizării medicale, a început la sfârșitul anilor 70 ai secolului XX. Pionierul în acest domeniu a fost omul de știință iugoslav Miomir Vukobratovici, care a dezvoltat un exoschelet cu un dispozitiv pneumatic, care a fost conceput pentru a ajuta oamenii paralizați să se ridice în picioare. Proiectul Vukobratovich a constituit baza pentru un exoschelet pentru persoanele cu dizabilități, creat la începutul anilor 1980 la Institutul Central de Traumatologie și Ortopedie numit după N.N. Priorova.
În ciuda faptului că ideea de a folosi un cadru extern pentru a spori puterea musculară și utilizarea umană a unui astfel de dispozitiv pentru reabilitarea persoanelor cu leziuni ale sistemului musculo-scheletic, situată pe suprafață, pentru a realiza această idee în practică, pentru o lungă perioadă de timp, fără succes. Imperfecțiunea tehnologiei, lipsa de materiale necesare, absența surse de alimentare mobile - nu au voie să creeze un exoschelet care ar putea fi utilizate în practica medicinii și a vieții de zi cu zi a persoanelor cu handicap. Realizati aceste realizări de oameni de știință și ingineri a fost doar cu debutul secolului XXI.
TEMA: Mireasa intr-un scaun cu rotile. Cum să aranjezi o viață privată pentru o fată cu handicap
Robot cu parametrizare anatomică
Ce sunt exoschemele moderne? Termenul "exoskeleton" vine de la limba greacă. exo - exterioară și schelete - schelet, adică acest termen poate fi tradus ca un "schelet extern". Datorită faptului că acest design este echipat cu o varietate de dispozitive electronice, exoskeletonii sunt uneori numiți roboți care pot fi purtați.
Dacă nu intri în nuanțele tehnice, atunci exoscheletul poate fi descris ca un cadru exterior care este fixat pe corpul uman și îi permite să se miște prin creșterea puterii musculare și extinderea amplitudinii mișcărilor. În unele cazuri, exoscheletul poate prelua pe deplin funcțiile motrice ale unei persoane, imită mișcările naturale atunci când se plimbă, se ridică din șezut și din spate etc.
Exoscheletul repetă biomecanica corpului uman, sporind proporțional efortul în mișcările diferitelor sale părți. Lucrarea optimă a omului / exoscheletului biomecanic se bazează pe determinarea corespondenței dintre diferitele trăsături anatomice și fiziologice ale corpului uman și parametrii dispozitivului mecanic - scheletul exoscheletului exterior. Aceste corespondențe între corpul uman și exoschelet se numește parametrizare anatomică. Cu cât parametrizarea anatomică poate fi mai precisă și mai subțire, cu alte cuvinte - se potrivesc elementele designului exoscheletului cu corpul uman, cu atât va fi mai funcțional și mai convenabil.
Proiectanții și dezvoltatorii de exoskeleton lucrează deja astăzi pentru a schimba fundamental controlul exoscheletului și pentru a trece de la algoritmii pre-programați de mișcări la executarea comenzilor utilizatorului care le sunt date de puterea gândirii. Ie mișcările exoscheletului se vor desfășura în același mod ca și în cazul unei persoane obișnuite: o comandă este trimisă din creier către mușchi, iar diferitele mișcări apar în corpul uman, inclusiv. mișcare în spațiu. Dar numai mișcările vor fi efectuate nu de mușchi, ci de exoschelet. O astfel de oportunitate a apărut odată cu apariția interfețelor creier-calculator. Dezvoltarea neurointerferelor și implementarea lor în proiectarea exoskeletonilor sunt acum tratate de mai multe centre de cercetare, inclusiv și în Rusia.
În prezent, exoschetele medicale sunt fabricate în multe țări ale lumii, dar cel mai adesea este dezvoltarea de amatori sau prototipuri care nu sunt incluse în producția lotului. Producția pe scară largă a exoskeletonelor utilizate în reabilitarea persoanelor cu dizabilități sau în casă se află în țări precum Japonia. Statele Unite ale Americii, Israel. Noua Zeelandă, Coreea de Sud. Rusia, China.
PE TEMA: Media: oamenii de stiinta din SUA au modificat mai intai ADN-ul unui embrion uman
În prezent, se produce un număr destul de mare de exoscheleturi medicale, dar nu toate au găsit o aplicare largă în practica de reabilitare și doar câteva sunt destinate utilizării în condiții domestice. Să ne uităm la cele mai populare modele de exoscheletoni moderni.
REX Bionics este una dintre primele companii din lume care lansează exoskeleton pentru persoanele cu dizabilități. Exoskeletonul REX este unul dintre puținele modele care pot fi utilizate într-un mediu local.
Modelul REX P este destinat reabilitării și utilizării la domiciliu. Poate fi folosit și pentru călătorii în afara casei, dar acest lucru este destul de problematic din cauza dimensiunii dispozitivului. Proiectat pentru utilizatorii cu disabilități ale sistemului musculo-scheletal, incl. și cu leziuni ridicate ale măduvei spinării în regiunea cervicală.
Vă permite să mergeți înainte și înapoi, să vă întoarceți, să vă așezați și să vă ridicați, să stați pe un picior, să urcați pe scări și de-a lungul avioanelor înclinate. O baterie detașabilă de mare capacitate vă permite să utilizați un exoskeleton toată ziua. Când utilizatorul nu se mișcă, încărcarea bateriei nu este irosită. Controlat cu joystick-ul și butoanele de comandă. Destul de simplu și ușor de gestionat. Se pune pe 5-10 minute.
Greutate - 38 kg. Utilizatorii sunt calculați cu o creștere de la 1 m 42 cm la 1 m 93 cm și greutatea corporală la 100 kg.
Prețul este de la 8 milioane de ruble.
Ekso Bionics este utilizat pentru reabilitarea pacienților cu boli și leziuni ale măduvei spinării, leziuni ale sistemului musculo-scheletal, boli neuromusculare. Designul permite corpului pacientului să fie ținut în poziție verticală, astfel încât acesta să funcționeze numai cu greutatea sa. Echipat cu sistemul de stabilizare și de sprijin al articulației gleznei. Reglează unghiul de flexiune al articulațiilor șoldului și genunchiului, alegând cel mai optim.
Este destul de compact în dimensiune: 1,6 m × 0,5 m × 0,4 m. Greutate - 21,4 kg. Este destinat pacienților cu o greutate corporală de până la 100 kg, înălțimea de aproximativ 1 m, 60 cm până la 1 m, 90 cm, iar lățimea șoldului până la 42 cm.
Preț - de la 7,5 milioane de ruble.
Una dintre cele mai avansate și avansate exoskeletoni. Producată de compania israeliană Rewalk Robitics. În prezent, este lansat cel de-al șaselea model al exoscheletului acestei companii - ReWalk Personal 6.0, care este mult mai puțin complicat și mai compact decât modelele anterioare. Rexalk exoskeletons sunt concepute pentru reabilitare și utilizare în viața de zi cu zi.
Este echipat cu un cadru de susținere pentru cadrele pelvisului și gleznei, are senzori de înclinare, este echipat cu un sistem de control inteligent și un comunicator portabil, prin care este controlat exoscheletul.
Greutatea Rewalk-ului exoskeleton este de 25 kg. Este destinat pacienților cu greutate corporală de până la 80 kg. Bateria poate funcționa fără reîncărcare timp de 3 ore, timpul de încărcare fiind de 5-8 ore.
PE TEMA: O nouă ediție a Legii privind alocațiile pentru copii adoptată în Belarus
Prețul este de la 3,5 milioane de ruble.
Exalcelul HAL este fabricat de compania japoneză Cyberdyne. Are două modificări: HAL 3 și HAL 5. Ambele modificări sunt folosite pentru reabilitarea și restaurarea pacienților cu leziuni ale măduvei spinării, sistemului musculoscheletal, boli neuromusculare. HAL 3 este conceput pentru a restabili funcția motorului membrelor inferioare, HAL 5 - extremitățile superioare și inferioare și trunchiul.
O caracteristică distinctivă a exoskeletonelor HAL este prezența de feedback între dispozitiv și corpul uman. Servomotoarele HAL din exoschelet sunt conduse de impulsuri primite de la mușchii umane. Aceste impulsuri sunt capturate de senzori speciali atașați la pielea pacientului. Impulsurile din mușchi sunt citite de senzori și trimise procesorului, care estimează nivelul încărcăturilor și conduce servoarele necesare ale exoscheletului. Astfel, creierul este nou instruit pentru a controla mușchii torsului, brațelor și picioarelor.
Proiectarea ambelor modificări ale HAL exoskeletal este pliabilă și permite utilizarea acestora atât pentru una, cât și pentru ambele extremități. HAL 3 poate fi folosit pentru unul sau două picioare, HAL 5 - pentru una sau două mâini și picioare.
Greutatea modelului HAL 3 - 10 kg. HAL 5 cântărește 12 kg. Ambele sunt destinate pacienților cu o greutate corporală de până la 80 kg. Sistemul de alimentare cu energie asigură funcționarea continuă a dispozitivului pentru o perioadă de 1 până la 1,5 ore.
Pretul produsului HAL exoskeletons de catre producator nu este specificat, tk. acestea nu sunt vândute, dar sunt închiriate instituțiilor medicale pentru o perioadă de 5 ani.
Aceasta este o dezvoltare destul de nouă a companiei americane Parker Hannifin Corporation, care a apărut anul trecut pe piață. Indego este destinat utilizării în reabilitare și în casă.
O caracteristică caracteristică a Indego este un design modular care vă permite să asamblați și să potriviți toate părțile exoscheletului la un anumit utilizator direct atunci când faceți obiectul. Bateria oferă 4 ore de funcționare continuă.
Greutate Indego - 12 kg. Designul este conceput pentru utilizatorii cu o creștere de la 1 m 55 cm la 1 m 91 cm și greutatea corporală la 113 kg.
Prețul este de la 4,5 milioane de ruble.
Acesta este singurul model intern al exoscheletului care este produs în serie și este deja livrat instituțiilor medicale și centrelor de reabilitare din Rusia. ExoAtlet este dezvoltat la Centrul de Inovare Skolkovo.
ExoAtlet poate fi utilizat atat pentru reabilitare cat si pentru uz casnic, precum si pentru reabilitarea pacientilor care au suferit un accident vascular cerebral. Caracteristica sa este abilitatea de a face schimbări în algoritm, pe măsură ce utilizatorul folosește și dobândește anumite abilități. Ie ExoAtlet poate fi personalizat pentru fiecare utilizator specific și preferințele sale individuale în utilizarea exoscheletului. O opțiune suplimentară este electrostimularea mușchilor cu ajutorul unor impulsuri sincronizate cu mișcările exoscheletului.
Greutatea structurii este de 20 kg.
Prețul este de la 1,5 milioane de ruble.
Trimiteți-le prietenilor: