Новые современные технологии наполняют нашу жизнь удивительными изобретениями и гаджетами. Ежедневно мы используем бытовые приборы, считавшиеся ранее не более чем фантастикой. Интернет, смартфоны, автомобили, начиненные датчиками и автопилотом, - это привычные для нас вещи и явления, скрашивающие нашу жизнь. Оказывается, двигает технический прогресс эволюции человечества военная промышленность. Например, микроволновая печь сначала была доступна военным, а затем о ней узнало и мирное население планеты. В нашу с вами жизнь вошли спутники, компьютеры и многое другое. Скоро нам станет доступным и военный экзоскелет.
О чем речь?
Прочитав последний абзац, многие удивились или даже испугались слова «экзоскелет». Не стоит паниковать, давайте разберемся и определимся, что же это за «зверь» такой и зачем он нужен.
Экзоскелет - это новейшая уникальная разработка ученых в такой области науки, как биомеханика. Технология изготовлена в виде внешней системы каркасов, которая предназначена для того, чтобы усилить мускульную силу человека или робота-андроида. Этот термин был взят из биологии. Он означает поверхностный скелет у беспозвоночных организмов. Такая технология в будущем позволит устранить физические ограничения в жизни человека, а также в использовании механизмов. Военные технологии и их потребности вновь превзошли все ожидания. Говорят, что лет через 5-6 в Министерстве обороны РФ появятся снаряжения особого назначения.
Вы уже успели понять и догадаться, что разработка экзоскелетов - это сфера интересов Министерства обороны. Ведь такая разработка увеличит возможности и физические способности солдата. В будущем эти технологии хотят применять на космических аппаратах, а также в машинах для погружения на экстремальные глубины для исследований.
С чего все начиналось?
Военный экзоскелет стал обыденностью в фантастическом мире. Такие устройства мы видели в видеоиграх, кино и мультфильмах, но в разработке эти «костюмы» появились не так давно. Самый первый представили миру американские военные технологии в 60-х годах ХХ века. Но он был настолько тяжелым и маломобильным, что пришлось исключить возможность его использования на деле. Компании «Дженерал Электрик» и «Юнайтед Стэйдс Милитари» закрыли проект, не добивших положительных результатов. Образцы, которые успешно применяются, появились недавно. Положительно зарекомендовал себя экзоскелет российского производства. Костюмы разрабатывают и другие страны: США, Израиль, Япония. А как вы думаете, какие державы конкурируют между собой в этой разработке? Чести носить название «военный экзоскелет» удостоились пока разработки США и Российской Федерации!
«Экзокостюм» сегодня
В различных играх встречается экзоскелет: «Сталкер», «Варфэйс», «Старкрафт», «Крайсис» и другие. Но в реальности эти костюмы только разрабатываются. В нашей стране данную новинку разрабатывает НИИ механики МГУ под логотипом «ЭкзоАтлет». В Америке параллельно разрабатывают два аппарата: облегченный пехотный «Халк» от компании «Локед Мартин» и многоцелевой тяжелый «ИксОС-2» от производителя «Рэйтеон».
Большое количество информации о разработках закрыто. Но биомеханика человека в нашей стране хочет выпустить устройство для открытого рынка. Скоро появится скелет медицинского назначения.
Медицинский экзоскелет
Системы российского производства планируют использовать в медицине. Это расширит возможности людей, прикованных к инвалидному креслу. Биомеханика человека пытается внедрить такие устройства в процесс реабилитации. Они будут выполнять одновременно несколько функций:
- заменитель кресла-каталки;
- тренажер для людей, имеющих заболевания опорно-двигательного аппарата;
- средство социальной и эмоциональной реабилитации.
Обладатель такой техники сможет самостоятельно передвигаться и даже избавиться от проблемы взгляда «снизу вверх».
Аварийно-спасательный вариант костюма
Военный экзоскелет был спроектирован для решения нескольких задач:
- перенос очень тяжелых для человека грузов на большие расстояния;
- разминирование местности;
- участие в антитеррористических операциях;
- ликвидация последствий техногенных катастроф и стихийных бедствий;
- разбор обрушений и завалов;
- тушение пожаров, когда ограничен запас воздуха в дыхательном аппарате спасателя, и т.д.
Что представляет собой костюм современного супергероя?
Экзоскелет российского производства исполнен в виде рамы, располагающейся за спиной обладателя. Также имеется две опоры для руки и ноги с одной стороны туловища. Конечностей, выполняющих роль руки, у устройства нет. Отечественная разработка отличается от заморского аналога. Наш аппарат пассивный по своей природе. Он не оснащен сервоприводами, то есть движение осуществляется за счет силы мускул обладателя устройства.
Но мировое сообщество считает, что наша разработка куда перспективней американской с точки зрения массового применения. «ЭкзоАтлет» позволяет бойцу переносить на себе груз весом около ста килограмм. Все дело в том, что вес на раме правильно распределен. Подобное решение удешевляет производство экзоскелетов в десятки раз, что дает возможность оснастить большее количество бойцов.
Заморский аналог
В американскую разработку встроили большое количество электроники и элементов питания. Помимо дороговизны, в западной конструкции есть еще одна проблема - автономность. Инженеры добились того, что система работает 72 часа. Но вскоре возникает вопрос зарядки или замены питающего блока (аккумулятора), ведь в полевых условиях это очень проблематично, а порой невозможно!
Критики увидели еще одну проблему американского «ХАЛКа». Что делать бойцу, если конструкция разрядилась, а восстановить энергоресурс нет возможности? Конструкторы утверждают, что данная ситуация вовсе не является проблемой. Эти военные роботы с легкостью можно сложить, превратив их в своеобразный рюкзачок. Но такой робот имеет вес около 25 кг. И что же делать защитнику: бросить дорогостоящую разработку или нести еще 25 кг лишнего веса, не считая тех 100 кг багажа?
Ремонтопригодность HULC
В полевых условиях надежность и возможность ремонта данной техники тоже вызывает большое количество вопросов. Для военной аппаратуры эти параметры очень важны. Например, эффективным будет стрелковое оружие, если оно противостоит неблагоприятным факторам, а солдат может починить его подручными средствами в процессе эксплуатации. Неизвестно, как поведет себя незащищенная электроника американского аналога в условиях мороза или пыли. Для того чтобы вывести из строя бойца с такой «штуковиной», достаточно выстрелить огнестрельным орудием в элемент конструкции, питания или гидравлики. В результате суперкостюм превратится в тяжелый балласт. Ремонтировать такую вещь в полевых условиях нет возможности ввиду повышенной технологической сложности.
Российский экзоскелет
В отечественном варианте нет проблем с источником питания. Наш «ЭкзоАтлет» ограничен лишь физическими возможностями бойца. Аппарат не снимает физическую нагрузку с воина, но позволяет нести до 100 кг снаряжения и оружия. Наша разработка не несет груз, она помогает человеку выполнять эту функцию. Военные разработки уникальны. Инженеры добились того, что «ЭкзоАтлет» имеет массу всего 12 кг. Это одно из его преимуществ. Ведь в условиях боя каждый грамм на счету. Мы должны понимать, что лишний вес замедляет деятельность бойца. Это негативно сказывается на эффективности воина. А легкость такой конструкции - очевидный плюс.
Военное применение «ЭкзоАтлета» обусловлено и тем, что гидравлика и электроника отсутствуют. Аппарат - это простая и легкая металлическая конструкция. Ведь чем проще оборудование, тем меньше негативных факторов на него влияет, будь то поломка или суровые климатические условия. Ремонт также провести будет гораздо легче. Наши разработчики создали такой скелет, в котором практически нечему повреждаться. А механику в бою восстановить гораздо проще, чем электронику. В связи с этими факторами отечественная разработка гораздо надежнее западных аналогов.
Проще говоря, скоро в обороне нашей страны появятся простые и экономичные военные роботы. А в это время продолжают ломать головы западные инженеры-конструкторы. Им предстоит пройти долгий путь доработок и усовершенствования своего детища. Недавно HULC участвовал в армейских испытаниях, но, к сожалению, результаты оказались неутешительными. Поэтому военная молодежь Соединенных Штатов еще не скоро увидит экзокостюм на своих плечах.
История создания «ЭкзоАтлета»
- 2011 год - ученые МГУ выиграли тендер МЧС на разработку скелета. Последующие годы команда создает пассивный и активный аппараты. Пассивный не боялся огня, весил 12 кг и переносил тяжести до 100 кг. Активный позволял бойцу поднимать вес уже до 200 кг.
- 2013 год - команда ученых отделилась для разработки «ЭкзоАтлета» в медицинских целях. Их девиз гласил, что в экзоскелетах будут ходить реальные люди.
- 2014 год - НИИ МГУ получает главный приз от Startup Village. Команда стала резидентом «Сколково», а также вошла в пятерку финалистов соревнования Generation S и выступила на Олимпиаде в Сочи по робототехнике. Далее было представление разработки в Сингапуре и проведение переговоров с главным реабилитологом страны.
- 2015 год - первые продажи. Архангельская область закупила 6 костюмов для проведения исследований и испытаний. В этом же году состоялась первая поездка на Ближний Восток. На Х Венчурной ярмарке в Казани команда заняла первое место в номинации высоких технологий.
- 2016 год - «ЭкзоАтлет» пересекает Атлантику и покоряет американский, а также азиатский рынки. Этот год ассоциируется у разработчиков скелета с выстрелом из сигнального пистолета. Стартуют продажи устройств по России, а также начинаются серьезные клинические исследования.
«ЭкзоАтлет» дома
Наш «Атлет» устроен так, что полностью воспроизводит походку обладателя. Но это не говорит о том, что процесс будет осуществляться без участия хозяина. Такое передвижение можно сравнить с катанием на велосипеде. Человеку придется привыкнуть к управлению. С такой аппаратурой нужно заново учиться держать равновесие и делать первые шаги один за другим. Этот процесс занимает от нескольких часов до нескольких дней. Процедура обучения управлением экзоскелета проходит в клинике, где устройство регулируют под личные параметры обладателя:
- ширина таза;
- высота спинки;
- длина и пропорция ног.
Естественно, все проходит под контролем врача, который перед каждой тренировкой проводит полную проверку организма. Далее пациент вправе проводить тренировку и реабилитацию на дому, но опять же под присмотром. Робот фиксирует телеметрические данные и передает в центр наблюдения.
Если спинной мозг получил травму относительно недавно, то есть шанс избежать инвалидности. Но этот «золотой час» длится недолго. Чем скорее пациент встанет на ноги и сделает первый шаг с помощью «ЭкзоАтлета», тем больше у него шансов восстановить двигательные функции и возвратиться к обычной жизни. Но важно помнить, что процесс реабилитации у каждого свой и зависит от жизненных ресурсов пострадавшего человека.
В случае полной утраты двигательных функций «ЭкзоАтлет» станет частичной заменой инвалидному креслу. Следует понимать, что в костюме вы не сможете проводить дни напролет, так как это средство реабилитации. Ежедневные тренировки в костюме заменят сразу трех физиотерапевтов, а также принципиально изменят качество жизни парализованных пациентов. Экзоскелет поможет людям начать ходить. Прогулки приведут к тому, что вентиляция легких значительно улучшится, артериальное давление придет в норму, повысится подвижность суставов, уйдут инфекции мочевых путей, восстановится питание внутренних органов и мышц, а также наладится работа кишечника. Все это является физиологическим эффектом.
Эмоциональный и психологический аспекты в жизни инвалида не менее важны. Парализованные люди при использовании «ЭкзоАтлета» заметили, что у них улучшилось настроение и отношение к окружающему миру. Их жизнь стала наполняться красками, положительными впечатлениями и эмоциями. У них появляются новые силы. Теперь они способны общаться наравне с окружающими людьми. В глазах пилотов «ЭкзоАтлета» появляется огонь и интерес к жизни. Они говорят, что за их спиной не электроника и аккумулятор, а пара технологичных крыльев.
Японский HAL
В Стране восходящего солнца биомеханика человека не стоит на месте. Ученые японской экспериментальной лаборатории разработали гибридную вспомогательную конечность. Сегодня на острове ею пользуются люди с ограниченными возможностями. Разработка и совершенствование этого костюма проходила в Цукубинском университете в течение 20 лет! Сегодня японцы активно внедряют HAL-технологию в медицине. Компания Cyberdyne (владелец прав на экзоскелет) сдала в аренду более трехсот экземпляров. Еще в 2013 году изобретение получило сертификат по безопасности в использовании. Этот факт открыл дорогу устройству на мировой рынок, а также подтвердил его надежность.
Обладатель модификации HAL-5 может поднимать и передвигать вещи и предметы, превышающие в пять раз по массе максимальную нагрузку в естественных условиях. Такой поворот в мире техники и роботов значительно упрощает работу спасателям и ликвидаторам различных последствий. Но эту модификацию пока не внедрили.
Заключение
Ранее мы видели фантастические разработки в кино. В играх встречали экзоскелет («Сталкер»), но и подумать не могли, что скоро такие технологии станут доступны обычному человеку. В 2017 году проводятся активные испытания в области управления костюмом силой мысли. Наши ученые теперь обязаны научить операционную системы мгновенно считывать мыли оператора. Проблемы автономности батареи постепенно решаются, так как Министерство обороны РФ планирует начать закупать такие аппараты уже в начале 2020 года. Нам же остается лишь ждать и за наши светлые головы в НИИ механики МГУ.
Сегодня в России нет рынка аналогичной продукции. Нам еще предстоит его создавать. Остается открытым и вопрос о том, доведут ли свое детище инженеры и конструкторы до совершенства. Отечественной команде «ЭкзоАтлета» придется решить огромное количество сложных вопросов: синхронизация считывания импульса и реакции аппаратуры, увеличение объема аккумулятора, уменьшение его веса и многое другое. Это направление в мире набирает обороты и становится популярным все больше и больше. Растут и конкуренты, проводя огромное количество испытаний. Европейский рынок экзоскелетов специалисты оценили уже в полтора миллиарда евро. Давайте же пожелаем российским разработчикам удачи, творческих успехов и очередных прорывов и открытий на их нелегком творческом пути!
Екатерина Березий выросла в среде робототехников, окончила механико-математический факультет МГУ, создала компанию, которая разрабатывает . Ярослав Святославский несколько лет назад получил травму, а недавно снова начал ходить – с помощью экзоскелета ExoAtlet, который создают Екатерина и ее команда. Скоро это устройство поможет ходить, восстанавливаться и жить интереснее многим людям, которые пока способны передвигаться только в колясках.
Сооснователь и CEO «Экзороботикс». Компания работает над экзоскелетом ExoAtlet, в этом году стала победителем Startup Village. В составе команды студентов-робототехников из МГУ Екатерина заняла первое место на Всемирном фестивале по мобильным роботам во Франции в 1997 году. Деловой опыт: взаимодействие с ведущими корейскими робототехническими университетами KIST и KAIST; бизнес-директор и руководитель отдела промышленного дизайна в «Студии Артемия Лебедева»; директор по маркетингу и продажам в группе компаний «КМ/Ч» и «Квингрупп», выводила на рынок новую марку автомобилей. Образование: механико-математический факультет МГУ им. Ломоносова, степень MBA по маркетингу.
Екатерина, расскажите об экзоскелете, который вы создаете?
Екатерина Березий: Пока многие люди обречены на после инсульта, серьезной травмы или неудачной операции, в связи с болезнями опорно-двигательного аппарата или нервной системы. Наша основная задача – ускорить их реабилитацию. Многим « » поможет вообще избежать инвалидности.
Есть медицинский термин: «вертикализация больного» – речь о восстановлении таких функций, как сидение и вставание. Так вот, вертикальное положение тела и ходьба – важные условия для того, чтобы внутренние органы функционировали правильно: артериальное давление, подвижность суставов, вентиляция легких и т. д. – все это нормализуется.
-
МОСКВА, 14 июля, /ТАСС/. Общая сумма вложений в российский стартап «ЭкзоАтлет» составила 130 млн рублей, сообщила ТАСС основатель компании Екатерина Березий.
В 2014 году Фонд «Сколково» передал 900 тыс. рублей на разработку первого отечественного медицинского экзоскелета. В 2015 году «Сколково» выделило грант в размере 50 млн рублей на вторую стадию развития проекта. Кроме того, Биофонд Российской венчурной компании (РВК) совместно с Moscow Seed Fund инвестировали в стартап 16 млн рублей.
«Всего в наш проект вложили 130 млн рублей с учетом инвестиций из бюджета. Для сравнения, в израильский аналог ReWalk было вложено $80 млн», — сказала Березий.
-
1 июля в НМХЦ им. Н.И. Пирогова стартовали клинические исследования ExoAtlet®, запланированные в рамках реализации 1 этапа гранта, полученного от Фонда «Сколково». Среди целей исследования — провести сравнительный анализ экзоскелетов с классическими методами роботизированной механотерапии. Роботизированные комплексы иностранного производства присутствуют в некоторых российских клиниках, однако они в 10 раз дороже продукции ExoAtlet® и малодоступны для населения.
Кроме того, регистрация в Росздраве открывает возможности оснащения отечественными экзоскелетами реабилитационных клиник по всей России.
Екатерина Березий, основатель и CEO «ЭкзоАтлет»: «Получение регистрационного удостоверения для нас — это сигнальный выстрел из стартового пистолета, оповещающий о начале забега на длинную дистанцию. Впереди нас ждут продажи во всей России и участие в клинических исследованиях для формирования новых медицинских стандартов реабилитации пациентов с травмой головного и спинного мозга, рассеянным склерозом. В результате чего в России будут приняты тарифы на лечение таких пациентов с применением экзоскелетов, как инструментов роботизированной механотерапии ».
Серпухов стал первым городом Подмосковья, где осуществляется внедрение данной технологии.
В Серпуховском центре «Меридиан» 8 августа состоялась презентация инновационного технического средства — робота «Экзоскелет» от компании ООО «ЭкзоАтлет». Современная и актуальная разработка российских ученых призвана способствовать прохождению комплексной реабилитации лицам с нарушениями двигательных функций нижних конечностей вследствие перенесенных травм и заболеваний.
Применение данного средства в реабилитационном процессе приводит к улучшению сердечно-сосудистых и психологических показателей. Также улучшается кровообращение в нижних конечностях, нормализует давление, укрепляются мышцы рук. Имитируя движения ног и таза, робот позволяет людям с инвалидностью вставать и даже делать шаги. Процесс навигации при этом управляется с помощью специального программного обеспечения.
Первым зарубежным рынком, где были сертифицированы медицинские экзоскелеты сколковской компании «ЭкзоАтлет», стал южнокорейский.
Отныне медучреждения и пациенты в этой стране могут приобретать для реабилитации российские экзосклететы
Сам по себе рынок Южной Кореи не слишком крупный, но он станет отправным пунктом для азиатской экспансии, в частности, выхода в Китай, рассказывала в интервью Sk.ru сооснователь и CEO компании «ЭкзоАтлет», Екатерина Березий. Сейчас компания ведет переговоры, нацеленные на вывод экзоскелетов на европейский и ближневосточный рынки.
Для выхода на южнокорейский рынок «ЭкзоАтлет» вместе с корейскими партнерами создал компанию ExoAtletAsia.
На этой неделе ученые еще раз показали, как роботы могут помогать людям с ограниченными физическими возможностями. На глазах журналистов и врачей человек, который три года сидел в инвалидной коляске, встал и пошел. Это заслуга «экзоатлета».
Команда «ЭкзоАтлет» — резидент Сколково — свой первый экзоскелет представила еще в 2013 году. Это уже третья версия «ЭкзоАтлета». Эта модель экзоскелета может шагать и поворачивать только на ровной поверхности. Следующую версию инженеры научат спускаться и подниматься по лестнице. Обещают сделать это уже к осени.
Научные исследования экзоскелета стартовали в Архангельской области
В регионе надеются, что разработка «Сколково» «ЭкзоАтлет» сможет
улучшить качество жизни как минимум 500
инвалидов-колясочников.
В Архангельской области начались научно-клинические исследования экзоскелета — разработанной в инновационном центре «Сколково» технологии, позволяющей поставить на ноги прикованных к инвалидным коляскам людей. Для их проведения отобрали пять человек. Рекомендован для применения он не всем инвалидам-колясочникам. Оценить все показания и противопоказания его использования планируют ученые Северного государственного медицинского университета, передает корреспондент ИА REGNUM.
Созданный российской командой инноваторов экзоскелет помогает парализованным пациентам заново научиться держать равновесие и начать ходить в течение двух недель. Сооснователь «ЭкзоАтлета» Екатерина Березий рассказала «Ленте.ру», когда созданное в ее компании устройство станет доступно на рынке.
Пока аппарат «ЭкзоАтлет» доступен проходящим курс реабилитации в НМХЦ им. Пирогова. Следующая версия аппарата поможет бороться с последствиями инсульта. Стартапу удалось заручиться поддержкой двух институтов развития — РВК и «Сколково». Запущенный в 2013 году проект сначала существовал на средства создателей, а потом сумел привлечь инвестиции от бизнес-ангелов и инвесторов. Общий объем вложенных средств составил 140 миллионов рублей, а начало масштабных поставок экзоскелета запланировано на конец 2016 года. При этом Березий считает, что восстановление пациентов с помощью ходьбы недооценено в качестве метода реабилитации. заняла первое место в конкурсе высокотехнологичных компаний KazanBootCamp, прошедшем в рамках 10-й Казанской венчурной ярмарки (23-24 апреля).
Компания представила в Казани действующий прототип экзоскелета для реабилитации людей с нарушениями опорно-двигательного аппарата и получила диплом победителя в номинации «Лучшая компания ярмарки». Пилот «Экзоатлета» Ярослав Полев, демонстрировавший работу экзоскелета на выставке: «Большинство участников конференции не остались равнодушными к теме социальной адаптации и реабилитации людей с ограниченными возможностями — подходили с вопросами, предлагали свои идеи по развитию проекта, приглашали на различные мероприятия».
Проект ExoAtlet появился в 2013 году и уже в июне 2014 года занял первое место в конкурсе российских стартапов Startup Village 2014. Проект также вошел в TOP 5 Generation S 2014 и TOP 60 Get in the Ring 2014, выиграв региональный тур.
Цель проекта ExoAtlet - разработка экзоскелета для реабилитации и социальной адаптации. Основная задача - ускорить реабилитацию пациентов с локомоторными нарушениями нижних конечностей, наступивших в результате травм, операций, заболеваний опорно-двигательного аппарата или нервной системы. Многим пациентам это поможет избежать инвалидности. Не менее важной задачей является социальная адаптация инвалидов.
В настоящий момент командой разработчиков собрано 3 действующих прототипа ExoAtlet и ведется активная подготовка к клиническим испытаниям с участием пилотов параплегиков. Первые продажи экзоскелетов ExoAtlet намечены на 2016 год.
Разработки компании в области робототехники
Компания занимается разработкой и созданием медицинских экзоскелетов ExoAtlet, предназначенных для вертикализации и ходьбы пациентов с локомоторными нарушениями нижних конечностей, подходящих пациентам очень широкого спектра заболеваний: система управления построена на сигналах силомоментных датчиков, данных электромиограммы. Алгоритмы управления позволяют осуществлять в автоматическом режиме передвижение пациента с повторением максимально естественного паттерна ходьбы человека, что позволяет существенно ускорить процесс восстановления двигательной и нервной активности. С помощью ExoAtlet пациенты с парализацией получают возможность ходить, подниматься и спускаться по лестницам, садиться и вставать без посторонней помощи.
Планируется создать две версии экзоскелетов для домашнего применения и для использования на базе специализированных реабилитационных центров. Сама по себе вертикализация и ходьба являются очень важными условиями правильного функционирования внутренних систем и органов человека. В результате у пациентов нормализуется артериальное давление, улучшается вентиляция легких, предотвращается дегенерация мышечных и костных тканей, повышается подвижность суставов, уходят инфекции мочевых путей.
ExoAtlet - это решение проблемы симбиоза человека и машины на уровне механо- тактильного взаимодействия. Это интеграция человека и робота. Теперь инвалиды, всю жизнь проводящие в инвалидном кресле, получают возможность встать в полный рост и смотреть в глаза собеседника на одном уровне.
Публикации
Примерка внешнего скелета 02.06.2014, Эксперт onlineКак ученые из МГУ хотят заработать на костюме "Железного человека"» 01.08.2014, Коммерсант.ru