Компанията Neurobotics от Зеленоград разработи и пуска екзоскелет (външна протеза) за човешка ръка. Компанията навлезе на пазара на роботика със собствени продукти преди две години. И през този период тя създава не само стимулатор за ръце, но и други уникални продукти, включително биопротези за ръце и антропоморфни роботи.

В Русия е създаден екзоскелет, който може да се управлява със силата на мисълта Кадър: Youtube/Neurobotics

Робототерапия в Зеленоград

Изработено по поръчка устройство Руска академияНауки, продава на дребно за половин милион рубли. Първият образец вече е закупен от ВИИ нервна дейности неврофизиология (IVND) RAS. Предназначен е за замяна лечение с лекарстваза някои парализирани и частично парализирани пациенти - чиято парализа е резултат от увреждане на мозъка.

„Поради увреждане на мозъчната кора, човек губи контрол върху движението на крайниците“, обяснява основателят и ръководител на компанията Neurobotics, биофизик Владимир Конишев. – За да се възвърне такъв контрол, обикновено се лекува с хапчета. „Който има късмет, след такава терапия започва да ходи и да движи поне ръцете си.

Това дава възможност за по-бързо и по-ефективно лечение на такива пациенти модерна посокамедицина, наречена „роботерапия“. Екзоскелетът на ръката е точно такъв „терапевтичен робот“. Състои се от две части – стол с енцефалограф и екзоскелетна „ръкавица“. Енцефалографът чете и предава команди от мозъка, а „ръкавицата“ започва да се свива и отпуска и прави движения, които стимулират крайника. Вече е тестван върху хора.

„По време на тестовете бяха регистрирани феноменални резултати“, казва Конишев. „Нашите партньори от IVND специално предложиха да тестваме устройството върху най-тежко болен пациент. И сега човек, който получи тежка черепно-мозъчна травма и напълно загуби способността си да движи лявата страна на тялото си, за първи път от осем години с помощта на нашия апарат започна да движи лявата си ръка!“

Дългият път към роботиката

...Владимир Конишев винаги е искал да прави роботи, при това възможно най-подобни на хората. Ето защо първо отидох да уча биофизика и неврофизиология, след това програмиране. След разпадането на Съюза той работи като програмист в Япония, след това в САЩ. „Не исках да правя роботи там по две причини“, казва основателят на Neurobotics. – Имаше икономическа причина, разбира се – в развитите страни разходите са твърде високи, така че западните партньори все още не вярват, че една малка компания може да се справи с роботи. Но основното са патриотичните съображения. В крайна сметка всяка роботика има военен компонент. Помислете за проекта Big Dog, четирикрак робот, създаден от Boston Dynamics, за да носи оборудване и да помага на войници в райони, където конвенционалните превозни средства не могат да се движат. Не бих могъл да работя за потенциален враг на страната ни.

Владимир работи в чужбина 11 години, а след това идва да създаде собствен бизнес в Русия. Но имаше пари само за наем и ремонт на офиса. След това започва да продава научна техника западно производство, както и да създава инструменти за тестване на фармакологични лекарства върху животни - мишки и плъхове. Когато се появиха сериозни печалби, беше възможно да се започне производство на инструменти и проектиране на роботи.

Конишев започва да търси инженери и програмисти, специализирани в роботиката. Той намери и двамата в стените на Московската държава технически университеттях. Бауман. Специалистите, от които компанията се нуждаеше, с медицинско и биологично образование, биотехнологични инженери, бяха намерени в Зеленоград (в Московския институт електронна технология) и Ярославъл държавен университет. И през 2011 г. стартира новият високотехнологичен бизнес на компанията.

Започнахме със сглобяването на уникални устройства от комбинация от наши и западни компоненти. Постоянно идват заявки за такова оборудване научни институциидържави, правоприлагащи органи, както и частни компании, специализирани в областта на дистанционната психофизиология, инженерната ергономия и биконтрола.

Компанията продължава успешно да развива тази област на работа. „Ние комбинираме този енцефалограф с друг уред – уред за проследяване посоката на погледа, който се произвежда от нашия партньор в Германия“, показва уреда шефът на компанията. – Невролозите отдавна са разбрали, че биопотенциалите на вашия мозък зависят от това, което гледате. Този инструмент за проследяване на очите се свързва към всеки компютър чрез USB. Когато сте срещу него, той следва погледа ви. Никой друг не произвежда такива устройства в Русия.

Някои от специалистите на компанията работят върху създаването на безжичен монитор за спортисти, „с който те могат да бягат и той ще предава данни на компютър или ще ги записва“. Конишев инвестира по-голямата част от печалбата си в нови разработки на компанията.

Говорещи глави на доктор Конишев

В допълнение към комерсиалните изследователски и медицински комплекси, това включва подобряването на антропоморфните роботи „Алиса Зеленоградова“ (2012) и „Алекс Баварец“ (2013). Външно „Алис“ прилича на роднина на Владимир, а „Алекс“ прилича на немския му партньор. Говорещите силиконови глави с „естествена“ коса могат да реагират на изражението на лицето и поведението на събеседника - имат камери в очите и микрофони в ушите.

„Нашата „Алиса“ може да отговаря на въпроси“, говори шефът на „Neurobotics“ за робота със същите интонации, с които говори за любим човек. – Разбира се, само на тези въпроси, чиито отговори са включени в програмата й, но на няколко езика. И момчетата работят, за да направят поведението по-сложно. "Алиса" става все по-съвършена. Заедно с "Alex Bavarian" те сега се готвят да играят в театъра на роботите. Ясно е, че това е шоу, но напълно автоматизирано шоу. "Алиса" първоначално беше на колела - сега я рециклираме долна частза да стане по-компактен и мобилен. Ще работим върху краката си."

„Алиса“ и „Алекс“ все още не са се сдобили нито с крака, нито с ръце. Но работата по роботизираните крайници роди както екзоскелета на ръката, така и пневматичната ръка.

Нови разработки

„Вътре в мрежестото влакче има гумена тръба“, обяснява Конишев принципа на действие на пневматичния мускул, използван в пневмопротезите и екзоскелетите на компанията. - Когато подадем въздух там, пневматичният мускул се свива с 25 процента или повече, в зависимост от оплетката. Съответно, когато се подава въздух, пръстите се огъват. Всичко тук е направено от нашите специалисти - пневматичният мускул, пръстите, пневматичната рамка и управляващата електроника. Купуваме само пневматични клапани и компресор.”

По време на работата се оказа, че като се направи електромиограма от остатъчните мускули (мускулите на пънчето), е възможно да се програмира движението на пръстите. Тоест, прикрепен към пънчето механична ръка, човек ще може да контролира движението на пръстите си. Тестовете на електромеханичната ръка също бяха успешни - тестерът Сергей Бурлаков от Таганрог, известен спортист, чиито ръце и крака бяха ампутирани, успя да движи пръстите си. „Вярно, има още много да се направи там“, отбелязва Владимир. – Пънов приемник с вграден биоусилвател, миниатюрна пневматична задвижваща система. Ние работим върху това. Протезирането е голям пазар и, разбира се, изисква сериозни инвестиции. В края на краищата, за да стане серийно производството на биопротези, трябват 150-200 милиона рубли.

Но Конишев веднага казва, че няма да вземе пари „от никого“ и „при никакви условия“. Печалбата на компанията сега е средно 20 милиона рубли, оборотът й е повече от 80 милиона Всяка година малко повече от 16 милиона се инвестират в „развитие.“ „Със самофинансиране можем да направим много повече.“ Въпреки преразпределението на силите и ресурсите към развитието на роботиката, компанията не е затворила нито една от своите финансови области: тя продължава да тества лекарства върху животни, както и да програмира и разработва устройства по поръчка.

„Със сигурност ще направим ръце и крака за роботите“, обещава собственикът на компанията, когато си тръгва. – И в края на годината ще имаме нещо подобно на известното Big Dog. Това ще бъде прототип на робота "Lynx" - механичен "рис", който тича и скача. Надяваме се, че нашата разработка ще представлява интерес за властите, защото по отношение на характеристиките си нашият „рис“ ще бъде по-добър от американското „куче“.

Владимир Конишев, дипломиран биофизик2-ри Московски държавен медицински институт(сега Руски държавен медицински университет) на името на. Н. И. Пирогова, 49 години.

Инвестиции - повече от 30 милиона рубли

Рентабилност – 50%

Срокът за изплащане на проекта е около 3 години. Компанията планира да реализира печалба от създаването и продажбата на роботи до началото на 2016 г.

Амбициите: „Създаване на изкуствен интелект.“

Спомням си, че гледах „Аватар“ и бях напълно зашеметен от показаните там екзоскелети. Оттогава мисля, че бъдещето е на тези умни хардуерни части. Също така наистина искам да приложа заблудените си ръчички към тази тема. Освен това, ако вярвате на аналитичната агенция ABI Research, световният пазар на екзоскелети ще бъде 1,8 милиарда долара до 2025 г. На този етап, тъй като не съм техник, инженер, архитект или програмист, съм малко объркан. Мисля как да подходя към тази тема. Ще се радвам, ако в коментарите към статията бъдат отбелязани хора, които потенциално биха се заинтересували от участие в такива проекти.
В момента има четири ключови компании, работещи на пазара на екзоскелети: американската Indego, израелската ReWalk, японската Hybrid Assistive Limb и Ekso Bionics. средна ценапродуктите им варират от 75 до 120 хиляди евро. В Русия хората също не седят, без да правят нищо. Например, компанията Exoathlete активно работи върху медицински екзоскелети.

Първият екзоскелет е разработен съвместно от General Electric и военните на Съединените щати през 60-те години и се нарича Hardiman. Той можеше да вдигне 110 кг с повдигаща сила от 4,5 кг. Той обаче беше непрактичен поради значителната си маса от 680 кг. Проектът не беше успешен. Всеки опит да се използва пълен екзоскелет доведе до интензивно неконтролирано движение, в резултат на което той никога не беше напълно тестван с човек вътре. По-нататъшни проучвания се фокусираха върху едната ръка. Въпреки че трябваше да вдигне 340 кг, теглото й беше 750 кг, което беше два пъти повече от повдигащата сила. Без всички компоненти да работят заедно практическа употребаПроектът на Хардиман беше ограничен.

След това ще има кратка история за съвременните екзоскелети, които по един или друг начин са достигнали нивото на комерсиална реализация.

1. Самостоятелно ходене. Не изисква патерици или други средства за стабилизиране, като същевременно оставя ръцете ви свободни.
4. Екзоскелетът за краката позволява: да се изправите\седнете, да се обърнете, да ходите назад, да стоите на един крак, да се изкачвате по стълбите, да ходите по различни, дори наклонени повърхности.
5. Устройството се управлява много лесно - всички функции се активират с помощта на джойстика.
6. Устройството може да се използва през целия ден благодарение на сменяемата батерия с голям капацитет.
7. С лекото тегло на REX от само 38 килограма, той може да поддържа потребители с тегло до 100 килограма и с височина от 1,42 до 1,93 метра.
8. Удобна системафиксирането не причинява дискомфорт, дори ако го носите цял ден.
9. Освен това, когато потребителят не се движи, а просто стои, REX не хаби батерията.
10. Достъп до сградите без рампи, благодарение на възможността да се изкачвате без стълби външна помощ.

ХАЛ

Цена в Русия: те обещаха за 243 600 рубли. Информацията не може да бъде потвърдена.

Характеристики и спецификации:

1. Тегло на устройството 12 кг.
3. Устройството може да работи от 60 до 90 минути без презареждане.
4. Екзоскелетът се използва активно в рехабилитацията на пациенти с патология двигателни функции долните крайниципоради нарушения на централната нервна система или като следствие от нервно-мускулни заболявания.

Преходете отново

Цена в Русия:от 3,4 милиона рубли (по поръчка).

Характеристики и спецификации:

1. Тегло на устройството 25 кг.
2. Екзоскелетът може да поддържа до 80 кг.
3. Устройството може да работи до 180 минути без презареждане.
4. Време за зареждане на батерията 5-8 часа
5. Екзоскелетът се използва активно в рехабилитацията на пациенти с патология на двигателните функции на долните крайници поради нарушения на централната нервна система или в резултат на нервно-мускулни заболявания.

Екзо бионик

Цена в Русия:от 7,5 милиона рубли (по поръчка).

Характеристики и спецификации:

1. Тегло на устройството 21,4 кг.
2. Екзоскелетът може да поддържа до 100 кг.
3. Максимална ширина на ханша: 42см;
4. Тегло на батерията: 1,4 кг;
5. Размери (ВxШxД): 0.5 x 1.6 x 0.4 m.
6. Екзоскелетът се използва активно в рехабилитацията на пациенти с патология на двигателните функции на долните крайници поради нарушения на централната нервна система или в резултат на нервно-мускулни заболявания.

DM

Цена в Русия: 700 000 рубли.

Характеристики и спецификации:

1. Тегло на устройството 21 кг.
2. Екзоскелетът трябва да поддържа тегло на потребителя до 100 кг.
3. Обхватът на приложение може да бъде много по-широк от рехабилитацията на пациенти с патология на двигателните функции на долните крайници поради нарушения на централната нервна система или в резултат на нервно-мускулни заболявания. Това може да бъде индустрия, строителство, шоубизнес и модна индустрия.

Въпроси за обсъждане:

1. Какво е оптимален съставекипи по проекти?
2. Каква е цената на проекта в начален етап?
3. Какви са клопките?
4. Как виждате оптимално времереализация на проект от идея до комерсиален старт?
5. Заслужава ли си да стартирате подобен проект сега и защо?
6. Каква трябва да бъде географията и разширяването на пазара?
7. Вие лично готови ли сте да участвате в такъв проект и ако да, в какво качество?

ZYЩе съм благодарен за градивна дискусия, мнения, аргументи и аргументи за и против в коментарите. Сигурен съм, че не съм единственият, който мисли за това. Междувременно съм сигурен, че екзоскелетът е новият iPhone в световната популярна култура на хоризонта през следващите десет години.

Екзоскелетите помагат на парализираните да ходят, улесняват тежката работа, защитават войниците на бойното поле и ни дават суперсили.

1. Activelink Power Loader

Наречен на известния екзоскелет от филма Aliens, Activelink Power Loader е проектиран да облекчава тежки ръчен трудсобственик, независимо от неговата възраст, пол и телосложение, и има за цел да „създаде общество без ограничения“ според прессъобщението на Activelink, дъщерна фирмаизвестен японски производител на електроника Panasonic.

2. ХАЛ

HAL (Hybrid Assistive Limb) е механичен екзоскелет от Япония, разработен от Cyberdine Inc. (да, точно като онези момчета, които започнаха всичко в Терминатора), е създаден като прототип през 1997 г. и сега се използва в японски болници, за да помага на тежко болни пациенти в ежедневните им дейности. Известно е също, че HAL е бил използван от японски строителни работници и дори спасители по време на ликвидирането на аварията във Фукушима-1 през 2011 г.

3. Ексо бионика

14. Проект “Walk Again”

Световното първенство по футбол през 2014 г. в Бразилия беше открито от Жулиано Пинто, който беше парализиран от кръста надолу и получи правото да рита първи топката на Мондиала. Това стана възможно благодарение на екзоскелет, свързан директно с мозъка му, разработен от университета Дюк. Това събитие е част от проекта Walk Again, създаден от екип от 150 души, ръководен от известния невролог и водеща фигура в областта на интерфейсите мозък-машина, д-р Мигел Николелис. Джулиано Пинто просто си помислил, че иска да ритне топката, екзоскелетът записал мозъчната активност и активирал механизмите, необходими за движение.

Науката довежда развитието на технологиите до фундаментално ниво ново ниво. Днес има все повече и повече интересни проекти, които ви позволяват да контролирате оборудването, използвайки силата на мисълта. Засега повечето от тези разработки са от медицинско естество, но всяка от тях има огромен търговски потенциал. Един такъв беше показан от група швейцарски учени съвсем наскоро.

Кой не би искал да мести предмети, използвайки само силата на мисълта си? Учените от École Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) направиха още една стъпка към развитието на подобни технологии. Те разработиха лек екзоскелет за човешката ръка, който в бъдеще може да окаже значителна помощ на хората с увреждания. Уникалността на разработката се състои в това, че екзоскелетът се управлява с помощта на мозъчни импулси.

Швейцарската разработка се състои от няколко важни компонента: мек ЕЕГ шлем с електроди, контролен блок с монитори и пет свързани метални сухожилни кабела, които се простират по протежение на цялата човешка ръка и са прикрепени към навънръце, оставяйки дланта свободна. Шлемът е необходим за записване на мозъчни импулси. Блокът за управление е фиксиран на гърдите на пациента.

Отнема само няколко минути, за да прикрепите цялата тази система към човек. Все още е трудно да се направи това без външна помощ, но устройството вече е качествено различно от аналозите си. Освен това, ново развитиеТой успя да се открои от тълпата подобни устройства и защото е много лек. Екзоскелетът поддържа няколко форми на контрол; той може да се управлява с помощта на движения на очите, гласови команди и дори смартфон.

В момента новият продукт вече е тестван върху пациенти, които преди това са получили сериозни наранявания. гръбначен мозъкили сте имали инсулт. Създателите се надяват, че тяхната разработка ще може да помогне на хората в процеса на рехабилитация, предимно при извършване на обичайната домакинска работа.

Продължение на темата днес.

Екзоскелетът е външна рамка, която позволява на човек да извършва наистина фантастични действия: да вдига тежести, да лети, да бяга с голяма скорост, да прави гигантски скокове и т. И ако мислите, че само главните герои имат такива устройства" Железният човек" или "Аватар", тогава дълбоко грешите. Те са достъпни за човечеството от 60-те години на миналия век; освен това можете да научите как да сглобявате екзоскелет със собствените си ръце! Но първо, първо.

Екзоскелет: въведение

Днес можете лесно да си купите екзоскелет - подобни продукти се произвеждат от Ekso Bionics и Hybrid Assistive Limb (Япония), Indego (САЩ), ReWalk (Израел). Но само ако имате допълнителни 75-120 хиляди евро. В Русия в момента се произвеждат само медицински екзоскелети. Те са проектирани и произведени от компанията Exoatlet.

Учените от General Electric и военните корпорации на Съединените щати направиха първия екзоскелет със собствените си ръце през шейсетте години на миналия век. Наричаше се Хардиман и можеше свободно да вдига във въздуха максимален товар от 110 кг. Човекът, който е сложил това устройство, е изпитал натоварване в процеса, сякаш вдига 4,5 кг! Само самият Хардиман тежи всичките 680 кг. Ето защо той не беше много търсен.

Всички екзоскелети са разделени на три вида:

напълно роботизирана;

• за крака.

Съвременните роботизирани костюми тежат от 5 до 30 или повече кг. Те могат да бъдат както активни, така и пасивни (работят само по команда на оператора). Според предназначението си екзоскелетите се делят на военни, медицински, индустриални и космически. Нека да разгледаме най-забележителните от тях.

Най-впечатляващите екзоскелети на нашето време

Разбира се, в близко бъдеще няма да е възможно да сглобите такива екзоскелети със собствените си ръце у дома, но си струва да ги опознаете:

• DM (Машина на мечтите). Това е напълно автоматичен хидравличен екзоскелет, който се управлява от гласа на своя оператор. Устройството тежи 21 кг и може да поддържа човек с тегло до стотина. Досега се използва за рехабилитация на пациенти, които не могат да ходят поради заболявания на централната нервна система или други нервно-мускулни заболявания. приблизителна цена- 7 милиона рубли.
• Exo GT. Мисията на този екзоскелет е същата като на предишния - помага на хора с патологии на двигателните функции на краката. Характеристиките са подобни на предишния, цената е 7,5 милиона рубли.
• ReWalk. Призовани отново да дадем движение на хората с параплегия. Устройството тежи 25 кг и може да работи без презареждане 3 часа. Екзоскелетът се предлага в Европа и САЩ за сума, равна на 3,5 милиона рубли.
• REX. Днес това устройство може да се купи в Русия за 9 милиона рубли. Екзоскелетът дава на хората с парализа на краката не само самостоятелно ходене, но и способността да се изправят/сядат, да се обръщат, да вървят по луна, да слизат по стълби и т.н. REX се управлява с джойстик и може да работи без презареждане цял ден.
• HAL (хибриден помощен крайник). Има два варианта - за ръце и за ръце/крака/торс. Това изобретение позволява на оператора да вдигне тежест 5 пъти по-голяма от ограничението за човек. Използва се и за рехабилитация на парализирани хора. Този екзоскелет тежи само 12 кг, а зареждането му продължава 1,0-1,5 часа.

Как да направите свой собствен екзоскелет: Джеймс Хексмит Хобсън

Първият и засега единствен човек, успял да конструира екзоскелет извън лабораторията, е канадският инженер Джеймс Хобсън. Изобретателят е сглобил устройство, което му позволява свободно да вдига във въздуха 78-килограмови шлакови блокове. Неговият екзоскелет работи с пневматични цилиндри, които се захранват с енергия от компресор, а устройството се управлява с помощта на дистанционно управление.

Канадецът не пази изобретението си в тайна. Можете да научите как да сглобите екзоскелет със собствените си ръце, следвайки неговия пример на уебсайта на инженера и на неговия канал в YouTube. Имайте предвид обаче, че тежестта, повдигната от такъв екзоскелет, лежи единствено върху гръбначния стълб на оператора.

Направи си сам екзоскелет: груба диаграма

Няма подробни инструкции за лесно сглобяване на екзоскелета у дома. Ясно е обаче, че ще изисква:

• рамка, характеризираща се със здравина и мобилност;
• хидравлични бутала;
• камери под налягане;
• вакуумни помпи;
• захранване;
• издръжливи тръби, които могат да издържат на високо налягане;
• компютър за управление;
• сензори;
• софтуер, който ви позволява да изпращате и конвертирате информация от сензори за необходима работаклапани

Как грубо ще работи тази композиция:

1. Едната помпа трябва да увеличи налягането в системата, другата трябва да го намали.
2. Работата на клапаните зависи от налягането в барокамерите, чието увеличаване/намаляване ще управлява системата.
3. Разположение на сензорите (срещу движението на крайниците): шест - ръце, четири - гръб, три - крака, два крака (общо повече от 30).
4. Компютърният софтуер трябва да елиминира натиска върху сензорите.
5. Сензорните сигнали трябва да бъдат разделени на условни (информацията от тях е полезна, ако безусловният сензор не „говори“ за налягането, което изпитва) и безусловни. Условността/безусловността на тези елементи може да се определи например чрез акселерометър.
6. Ръцете на екзоскелета са с три пръста, отделени от китката на оператора, за да се предотврати нараняване и да се осигури допълнителна здравина.
7. Източникът на захранване се избира след сглобяване и пробно тестване на екзоскелета.

Засега само в областта на рехабилитацията те вече започват да навлизат в живота ни. Появяват се изобретатели, които могат да изградят такова устройство извън лабораторията. Напълно възможно е в близко бъдеще всеки ученик да може да сглоби екзоскелет Stalker със собствените си ръце. Вече е възможно да се предвиди, че такива системи са бъдещето.