تصميم الهيكل الخارجي
شاهد سبعة نماذج من الهياكل الخارجية التي تقودنا إلى المستقبل.
HAL
تم تصميم Cyberdyne's HAL (اختصار لـ Hybrid Assistive Limb) كنظام كامل ، على سبيل المثال لا الحصر. يجب أن تتفاعل العناصر الروبوتية وتتزامن بشكل كامل مع عقل المستخدم.
لن يحتاج الشخص المتحرك في هيكل خارجي إلى إعطاء أوامر أو استخدام أي لوحة تحكم.
يتكيف HAL مع الإشارات التي يرسلها الدماغ إلى الجسم ، ويبدأ في التحرك معه من تلقاء نفسه.
يتم التقاط الإشارة بواسطة أجهزة الاستشعار الموجودة على أكبر العضلات.
سيستخدم قلب هال ، الذي يوضع في صندوق صغير على ظهره ، المعالجات المدمجة لفك تشفير ونقل المعلومات الواردة من الجسم.
سرعة نقل البيانات مهمة للغاية في هذه الحالة. يؤكد المنتجون أن التأخيرات ستكون غير مرئية تمامًا.
علاوة على ذلك ، سيكون النظام قادرًا على إرسال نبضات إلى الدماغ ، مما يؤدي إلى اعتقاد غير واعٍ تمامًا بأن جميع حركاتنا ستنعكس بواسطة آليات الهيكل العظمي.
- طورت الشركة المصنعة عدة أنواع من HAL:
للاستخدام الطبي - بفضل الأحزمة والدعامات الإضافية ، سيكون الهيكل قادرًا على دعم الأشخاص الذين يعانون من شلل جزئي في الساق بشكل مستقل ؛
- للاستخدام الفردي - تم تصميم النموذج لدعم حركة القدمين ، مع التركيز بشكل أساسي على تحسين حركات كبار السن أو الأشخاص الذين يخضعون لإعادة التأهيل ؛
- للاستخدام مع طرف واحد - HAL المضغوط ، الذي يزن 1,5 كجم فقط ، لا يحتوي على مرفقات ثابتة ، والغرض منه هو تحسين أداء الطرف المختار ؛ كلا الساقين والذراعين.
- لتفريغ منطقة أسفل الظهر - خيار مصمم لدعم العضلات الموجودة هناك ، والذي سيسمح لك في المقام الأول بالانحناء ورفع الأثقال. ستكون هناك أيضًا إصدارات للمهام الخاصة.
يمكن استخدام مجموعات الأدوات التي تم تكييفها بشكل صحيح في العمل الشاق ، وكذلك في تطبيق القانون أو خدمات الطوارئ ، بحيث يمكن لعضو الفريق ، على سبيل المثال ، رفع جزء من جدار مبنى منهار.
يجدر إضافة هذا أحد أكثر الإصدارات تقدمًا egzoszkieletu سايبردين، طراز HAL-5 Type-B ، أصبح أول هيكل خارجي يحصل على شهادة سلامة عالمية.
[الرجل الحديدي الياباني] زي الروبوت هال من Cyberdyne
كرر المشي
وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) على النوع الأول للبيع في الولايات المتحدة العام الماضي. الهياكل الخارجية للمصابين بالشلل.
بفضل الجهاز ، المعروف باسم نظام ReWalk ، سيتمكن الأشخاص الذين فقدوا القدرة على استخدام أرجلهم من الوقوف والمشي مرة أخرى.
اشتهرت ReWalk عندما سارت كلير لوماس في نسختها الأولى من طريق ماراثون لندن.
كجزء من الاختبارات ، أصيب رجل روبرت وو بالشلل مؤخرًا من الخصر إلى الأسفل. egzoszkielet ReWalk وعلى عكازين ، يمكنه الانضمام إلى المارة في شوارع مانهاتن.
قام المهندس المعماري Wu بالفعل باختبار الإصدارات السابقة من ReWalk Personal واقترح تعديلات مختلفة لتحقيق أقصى قدر من الراحة والراحة في الاستخدام.
حاليا مع غريبيتم استخدام ReWalk من قبل عشرات الأشخاص حول العالم ، لكن العمل في المشروع النهائي لا يزال مستمراً.
يثني Wu على ReWalk Personal 6.0 ليس فقط لوظائفه وراحته ، ولكن أيضًا لكونه يعمل في أقل من 10 دقائق. العملية نفسها ، التي يتم التحكم فيها بواسطة وحدة التحكم في المعصم ، بسيطة جدًا أيضًا.
حصلت شركة Argo Medical Technologies الإسرائيلية ، المسؤولة عن إنشاء ReWalk ، على إذن بالبيع والتوزيع على الأطباء والمرضى. ومع ذلك ، فإن الحاجز هو السعر - تبلغ تكلفة ReWalk حاليًا 65 ألفًا. دولار.
ReWalk - كرر مرة أخرى: تقنية الهيكل الخارجي من Argo
فورتيس
يمكن للهيكل الخارجي FORTIS رفع أكثر من 16 كجم. يجري تطويرها حاليًا بواسطة شركة لوكهيد مارتن. في عام 2014 ، بدأ القلق في اختبار أحدث إصدار في المصانع الأمريكية.
كان أول من حضر هو موظفو مصنع طائرات النقل C-130 في ماريتا ، جورجيا.
بفضل نظام الاتصال ، تتيح لك FORTIS نقل الوزن من يديك إلى الأرض. الموظف الذي يستخدمه ليس متعبًا كما كان من قبل ولا يحتاج إلى أخذ فترات راحة كما كان من قبل.
الهيكل الخارجي إنه مزود بثقل موازن خاص يقع خلف ظهر المستخدم ، مما يسمح لك بالحفاظ على التوازن عند حمل الحمولة.
يترتب على ذلك أنه لا يحتاج إلى الطاقة والبطاريات ، وهو أمر مهم أيضًا. في العام الماضي ، تلقت شركة لوكهيد مارتن أمرًا بتسليم تجريبي لوحدتين على الأقل. العميل هو المركز الوطني للعلوم الصناعية ، بالنيابة عن البحرية الأمريكية.
سيتم إجراء الاختبارات كجزء من برنامج Commercial Technologies for Maintenance ، في مراكز اختبار البحرية الأمريكية ، وكذلك مباشرةً في مواقع الاستخدام النهائي - في الموانئ البحرية وقواعد المواد.
الغرض من المشروع هو تقييم مدى الملاءمة الهيكل الخارجي للاستخدام من قبل فنيي البحرية الأمريكية والمشترين الذين يعملون يوميًا بمعدات ثقيلة وغالبًا ما تكون مزدحمة أو الذين يتعرضون لمجهود بدني مفرط أثناء نقل الإمدادات والمعدات العسكرية.
الهيكل الخارجي لشركة لوكهيد مارتن "فورتيس" أثناء العمل
محمل
يسميها محمل الطاقة من باناسونيك ، Activelink ، "روبوت قوي".
إنه يشبه الكثيرين نماذج الهيكل الخارجي عُرضت في المعارض التجارية وعروض التكنولوجيا الأخرى.
ومع ذلك ، فإنه يختلف عنهم ، على وجه الخصوص ، حقيقة أنه سيكون من الممكن قريبًا شرائه بشكل طبيعي وبمبلغ غير مدمر.
يعزز Power Loader قوة العضلات البشرية من خلال 22 مشغلًا. يتم إرسال النبضات التي تدفع المشغل عندما يستخدم المستخدم القوة.
تسمح لك المستشعرات الموضوعة في الرافعات بتحديد ليس فقط الضغط ، ولكن أيضًا متجه القوة المطبقة ، وبفضل ذلك "تعرف" الآلة الاتجاه الذي تعمل فيه.
يتم حاليًا اختبار إصدار يسمح لك برفع 50-60 كجم بحرية. تشمل الخطط Power Loader بسعة حمولة 100 كجم. يؤكد المصممون أن الجهاز لا يتم وضعه بالشكل الذي يناسبه. ربما لهذا السبب لا يسمونها بأنفسهم الهيكل الخارجي.
روبوت الهيكل الخارجي مع تضخيم الطاقة Power Loader #DigInfo
ووكر
بتمويل من الاتحاد الأوروبي ، قام فريق دولي من العلماء ببناء جهاز يتحكم فيه العقل على مدار ثلاث سنوات يسمح للأشخاص المشلولين بالتنقل.
كان الجهاز ، المسمى MindWalker ، من أوائل الأجهزة التي استخدمها المريض أنطونيو ميليللو ، الذي أصيب بتمزق في عموده الفقري في حادث سيارة ، في مستشفى سانتا لوسيا في روما.
فقد الضحية الإحساس في ساقيه. مستخدم الهيكل الخارجي يضع غطاءً به ستة عشر قطبًا كهربائيًا يسجل إشارات الدماغ.
تتضمن العبوة أيضًا نظارات ذات مصابيح LED وامضة. يحتوي كل زجاج على مجموعة من مصابيح LED تومض بمعدلات مختلفة.
يؤثر معدل الوميض على الرؤية المحيطية للمستخدم. تحلل القشرة القذالية للدماغ الإشارات الناشئة. إذا كان المريض يركز على المجموعة اليسرى من مصابيح LED ، الهيكل الخارجي ستبدأ. التركيز على المجموعة اليمنى يبطئ الجهاز.
يزن الهيكل الخارجي بدون بطاريات حوالي 30 كجم ، لذلك فهو خفيف جدًا لهذا النوع من الأجهزة. سوف يُبقي MindWalker شخصًا بالغًا يصل وزنه إلى 100 كجم على قدميه. بدأت التجارب السريرية للمعدات في عام 2013. من المخطط أن يتم تطوير MindWalker خلال السنوات القليلة القادمة.
الى هذا
يجب أن يكون دعمًا كاملًا للجندي في ساحة المعركة. الاسم الكامل هو Human Universal Load Carrier ، والاختصار HULC مرتبط برجل قوي في الكتاب الهزلي. تم تقديمه لأول مرة في معرض DSEi في لندن عام 2009.
تتكون من اسطوانات هيدروليكية وجهاز كمبيوتر محمي من البيئة ولا يتطلب تبريد إضافي.
يسمح الهيكل الخارجي حمل 90 كجم من المعدات بسرعة 4 كم / ساعة. على مسافة تصل إلى 20 كم ، وفي الجري بسرعة تصل إلى 7 كم / ساعة.
وزن النموذج الأولي المقدم 24 كجم. في عام 2011 ، تم اختبار أداء هذا الجهاز ، وبعد عام تم اختباره في أفغانستان.
العنصر الهيكلي الرئيسي هو أرجل التيتانيوم التي تدعم عمل العضلات والعظام وتضاعف قوتها. من خلال استخدام المجسات الهيكل الخارجي يمكن أن يؤدي نفس الحركات التي يقوم بها الشخص. لحمل الأشياء ، يمكنك استخدام وحدة LAD (جهاز مساعدة الرفع) ، والتي يتم توصيلها بالجزء الخلفي من الإطار ، وهناك امتدادات ذات أطراف قابلة للتبديل أعلى الرافعات.
تسمح لك هذه الوحدة برفع الأشياء حتى 70 كجم. يمكن أن يستخدمه الجنود من 1,63 إلى 1,88 م ، بينما الوزن الفارغ 37,2 كجم مع ست بطاريات BB 2590 ، وهي كافية لمدة 4,5-5 ساعات من التشغيل (ضمن دائرة نصف قطرها 20 كم) - ومع ذلك ، فمن المتوقع يتم استبدالها بخلايا وقود Protonex بعمر خدمة يصل إلى 72 ساعة.
يتوفر HULC في ثلاثة أنواع: هجوم (درع باليستي إضافي يزن 43 كجم) ، لوجستي (حمولة 70 كجم) وأساسي (دورية).
الهيكل الخارجي لوكهيد مارتن HULC
TALOS
في فئة المنشآت العسكرية ، تعد هذه خطوة للأمام مقارنةً بـ HULC.
قبل بضعة أشهر ، دعا الجيش الأمريكي العلماء من مختبرات الأبحاث ، والصناعة الدفاعية ، والوكالات الحكومية للعمل على معدات للجندي المستقبلي التي من شأنها أن تمنحه ليس فقط القوة الخارقة التي يوفرها المطورون بالفعل. الهياكل الخارجيةولكن أيضًا القدرة على الرؤية والتعرف والاحتضان على نطاق غير مسبوق.
غالبًا ما يشار إلى هذا النظام العسكري الجديد باسم "ملابس الرجل الحديدي". تستخدم TALOS (بدلة المشغل الخفيفة التكتيكية الهجومية) أكثر التقنيات تقدمًا. ستراقب أجهزة الاستشعار المدمجة في البدلة البيئة والجندي نفسه.
يجب أن يمنح الإطار الهيدروليكي القوة ، ويجب أن يوفر نظام المراقبة الشبيه بزجاج Google اتصالات وذكاء القرن العاشر. كل هذا يجب أن يتكامل مع الجيل الجديد من الأسلحة.
بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يوفر الدرع الحماية في الظروف الخطرة ، وأن يحمي من الرصاص ، بدءًا من المدافع الرشاشة (حتى الخفيفة منها) - كل ذلك بدروع مصنوعة من مادة "سائلة" خاصة يجب أن تتصلب على الفور في حالة حدوث اصطدام. المجال المغناطيسي أو التيار الكهربائي لتوفير أقصى قدر من الحماية ضد المقذوفات.
يأمل الجيش نفسه أن يظهر مثل هذا التصميم كنتيجة للبحث الذي يتم إجراؤه حاليًا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) ، حيث تم تطوير بدلة قماشية تتحول من سائل إلى صلب تحت تأثير المجال المغناطيسي.
تم تقديم النموذج الأولي ، وهو نموذج إرشادي إلى حد ما لمستقبل TALOS ، في أحد أحداث المعرض في الولايات المتحدة في مايو 2014. يجب بناء نموذج أولي حقيقي وأكثر اكتمالا في 2016-2018.
