stringtranslate.com

Энергосберегающий экзоскелет

Экспонат « Будущего солдата », разработанный армией США.

Powered exoskeleton ( также известный как power armor , powered armor , powered suit , cybernetic suit , robot armor , robot suit , high-tech armor , robotic armor , robot armor suit , cybernetic armor , exosuit , hardsuit , exoframe или augmented mobility [1] ) — это мобильная машина , которую можно носить на всем теле человека или его части , которая обеспечивает эргономичную структурную поддержку и приводится в действие системой электродвигателей , пневматики , рычагов , гидравлики или комбинацией кибернетических технологий, обеспечивая при этом достаточное движение конечностей с повышенной силой и выносливостью. [2] Экзоскелет разработан для обеспечения лучшей переносимости механической нагрузки , а его система управления направлена ​​на то, чтобы распознавать и синхронизироваться с предполагаемым движением пользователя и передавать сигнал двигателям, которые управляют передачами. Экзоскелет также защищает плечо , талию , спину и бедра пользователя от перегрузки и стабилизирует движения при подъеме и удержании тяжелых предметов. [3]

Энергоуправляемый экзоскелет отличается от пассивного экзоскелета , так как последний не имеет внутреннего привода и полностью полагается на собственные мышцы пользователя для движений, добавляя больше стресса и делая пользователя более склонным к усталости , хотя он и обеспечивает механические преимущества и защиту пользователю. [4] [5] Это также объясняет разницу экзоскелета от ортезирования , так как ортезирование в основном направлено на содействие постепенному увеличению работы мышц и, в лучшем случае, на восстановление и улучшение существующих мышечных функций. В настоящее время существуют продукты, которые могут помочь людям снизить потребление энергии на целых 60 процентов при переноске вещей. [6]

История

Самым ранним известным экзоскелетоподобным устройством был аппарат для помощи движению, разработанный в 1890 году русским инженером Николаем Ягиным. Он использовал энергию, хранящуюся в сжатых газовых баллонах, для помощи в движении, хотя он был пассивным и требовал человеческой силы. [7] В 1917 году американский изобретатель Лесли К. Келли разработал то, что он назвал педомотором, который работал на паровой энергии с искусственными связками, действующими параллельно движениям пользователя. [8] Эта система могла дополнять человеческую силу внешней силой.

В 1960-х годах начали появляться первые настоящие «мобильные машины», интегрированные с движениями человека. Костюм под названием Hardiman был совместно разработан General Electric и Вооруженными силами США . Костюм работал на гидравлике и электричестве и увеличивал силу владельца в 25 раз, так что подъем 110 килограммов (240 фунтов) ощущался как подъем 4,5 килограммов (10 фунтов). Функция, называемая обратной связью по усилию, позволяла владельцу чувствовать силы и объекты, которыми он манипулировал.

У Hardiman были серьезные ограничения, включая его вес в 680 килограммов (1500 фунтов). [9] Он также был разработан как система «главный-подчиненный»: оператор находился в главном костюме, окруженном внешним костюмом-подчиненным, который выполнял работу в ответ на движения оператора. Время реакции для костюма-подчиненного было медленным по сравнению с костюмом, изготовленным из одного слоя, и ошибки вызывали «резкое и неконтролируемое движение машины» при одновременном движении обеих ног. [10] Медленная скорость ходьбы Hardiman, составляющая 0,76 метра в секунду (2,5 фута/с), еще больше ограничивала практическое применение, и проект не увенчался успехом. [11]

Примерно в то же время в Институте Михайло Пупина в Югославии группой под руководством профессора Миомира Вукобратовича были разработаны ранние активные экзоскелеты и гуманоидные роботы . [12] Сначала были разработаны системы передвижения на ногах с целью оказания помощи в реабилитации параплегиков. В ходе разработки активных экзоскелетов Институт также разработал теорию, помогающую в анализе и контроле походки человека. Часть этой работы легла в основу разработки современных высокопроизводительных гуманоидных роботов. [13] В 1972 году в Белградской ортопедической клинике был испытан активный экзоскелет для реабилитации параплегиков, который имел пневматический привод и электронно-программируемый. [13]

В 1985 году инженер из Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) предложил экзоскелет под названием Pitman — силовой доспех для пехотинцев. [14] Конструкция включала в себя датчики сканирования мозга в шлеме и была сочтена слишком футуристичной; она так и не была построена. [15]

В 1986 году Монти Рид, рейнджер армии США, сломавший позвоночник в результате несчастного случая с парашютом, разработал экзоскелет под названием Lifesuit. [16] Во время выздоровления в больнице он прочитал научно-фантастический роман Роберта Хайнлайна «Звездный десант» , и описание Хайнлайном мобильных пехотных силовых костюмов вдохновило Рида на разработку поддерживающего экзоскелета. В 2001 году Рид начал работать над проектом на постоянной основе, а в 2005 году он надел 12-й прототип на забег по пешим прогулкам в честь Дня Святого Патрика в Сиэтле, штат Вашингтон. [17] Рид утверждает, что установил рекорд скорости ходьбы в роботизированных костюмах, преодолев 4,8-километровую (3 мили) дистанцию ​​со средней скоростью 4 километра в час (2,5 мили в час). [18] Прототип Lifesuit 14 может пройти 1,6 км (1 милю) при полной зарядке и поднять 92 кг (203 фунта) для своего владельца. [19]

Классификация

Общая модель классификации экзоскелетов [20]

Общая категоризация предполагает несколько возможных категорий экзоскелетов. Такие категории имеют общие классы, в связи с большим количеством существующих экзоскелетов, и являются структурой, частью тела, на которой они сосредоточены, действием, технологией питания, целью и областью применения, которые варьируются от одного к другому. [20]

Экзоскелеты предназначены не только для определенных частей тела; экзоскелеты могут быть разработаны более обобщенно только для одной руки, ноги или даже всего тела. Таким образом, разделение классов демонстрирует наиболее распространенные части тела, для которых могут быть созданы экзоскелеты. Класс для всего тела относится к экзоскелетам, созданным для поддержки всех конечностей или большей части тела. Верхняя часть тела относится к экзоскелетам, созданным для верхних конечностей и включающим грудь, голову, спину и/или плечи. Категория нижней части тела относится к экзоскелетам, созданным для нижних конечностей: бедер, голеней и/или тазобедренных суставов. Кроме того, существуют классы для определенных конечностей и определенных суставов. Эти классы включают экзоскелеты, разработанные для колена, лодыжки, кисти, руки, стопы и т. д. Кроме того, существует специальный класс для любого другого экзоскелета, который не включен в предыдущие классы. [20]

Жесткие экзоскелеты — это те, структурные компоненты которых, прикрепленные к телу пользователя, сделаны из твердых материалов. К таким материалам относятся металлы, пластик, волокна и т. д. Мягкие экзоскелеты , также называемые экзокостюмами, вместо этого сделаны из материалов, которые позволяют свободно перемещать структурные компоненты. Экзокостюмы часто изготавливаются из текстиля, но не ограничиваются им. [20]

Категория действия описывает тип помощи, которую экзоскелет оказывает пользователю, разделяя экзоскелеты на активные и пассивные действия. Активный класс включает экзоскелеты, которые оказывают «активную» помощь пользователю; другими словами, эти экзоскелеты выполняют движения без необходимости для пользователя применять энергию. Энергия, необходимая для выполнения движения, поступает из внешнего источника. С другой стороны, пассивный класс включает экзоскелеты, которым для работы необходимо, чтобы пользователь выполнял движение; эти экзоскелеты не имеют источников питания. Таким образом, пользователь должен выполнять движение, и при этом экзоскелет облегчает движение. [20]

Технологии питания разделены на четыре основных класса, один из которых предназначен для гибридных технологий, а другой — для любых других нестандартных технологий питания. Четыре основных класса включают электрические, гидравлические и пневматические приводы в качестве активного действия и механические системы в качестве пассивного действия. [20]

Назначение экзоскелета определяет, для чего он будет использоваться. Эта категория имеет только два класса: восстановление и производительность. Экзоскелеты восстановления используются для реабилитации; экзоскелеты производительности используются для оказания помощи. [20]

Последняя категория включает область применения, для которой был создан экзоскелет. Каждый экзоскелет может принадлежать к одному или нескольким классам. Военный класс включает любой экзоскелет, используемый для любой деятельности, связанной с армией, флотом, военно-воздушными силами или любым другим военным подразделением. Медицинский класс включает экзоскелеты, используемые в клинической деятельности или в целом используемые в любой больнице/клинике. Кроме того, восстановительные экзоскелеты обычно классифицируются в медицинском классе. Кроме того, исследовательский класс включает экзоскелеты, которые в настоящее время находятся на стадии разработки. Промышленный класс, как следует из его названия, охватывает те экзоскелеты, которые созданы специально для промышленной деятельности. Эти экзоскелеты характеризуются тем, что их используют люди без какой-либо патологии, стремящиеся избежать долгосрочных физических повреждений. Это описание также применимо к военным экзоскелетам. Гражданский класс предназначен для восстановительных или рабочих экзоскелетов, созданных для людей, которые могут использовать их дома или в общественных местах, помогая в задачах, которые люди не могут выполнять так же легко в одиночку. Наконец, существует класс экзоскелетов, приложения которых не вписываются ни в один из предыдущих классов. [20]

Приложения

Стив Юрветсон с экзоскелетным костюмом Hybrid Assistive Limb , который поступил в продажу в Японии

Медицинский

В медицинском применении, например, при полной параплегии после травмы спинного мозга , экзоскелет может быть дополнительным вариантом для поставки вспомогательных средств, если структурные и функциональные свойства нервно-мышечной и скелетной системы слишком ограничены, чтобы иметь возможность достичь мобилизации с помощью ортеза . У пациентов с полной параплегией (ASIA A) экзоскелеты интересны как альтернатива ортезу по этому критерию для высоты поражения выше грудного позвонка (T12). У пациентов с неполной параплегией (ASIA BD) ортезы подходят даже для высоты поражения выше T12, чтобы способствовать собственной активности пациента в такой степени, чтобы терапевтическая мобилизация могла быть успешной. [21] [22] [23] В отличие от ортеза, экзоскелет берет на себя большую часть активной мышечной работы, в то время как ортез предназначен для активации восстановления мышечной работы. Кроме того, экзоскелеты с электроприводом могут улучшить качество жизни людей, которые потеряли возможность пользоваться ногами, обеспечивая ходьбу с помощью системы. [24] Экзоскелеты, которые можно назвать «роботами для шагового восстановления», также могут помочь в реабилитации после инсульта , травмы спинного мозга или в процессе старения. [25] Несколько прототипов экзоскелетов находятся в стадии разработки. [26] [27] Ekso GT, созданный Ekso Bionics, является первым экзоскелетом, одобренным Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) для пациентов, перенесших инсульт. [28] Немецкий исследовательский центр искусственного интеллекта разработал два универсальных экзоскелета с электроприводом, CAPIO [29] [30] и VI-Bot. [31] Они в основном используются для телеопераций. Технология экзоскелетов также разрабатывается для повышения точности во время хирургических операций, [32] и для помощи медсестрам в перемещении и переноске тяжелых пациентов. [33]

Военный

Экзоскелет разрабатывается DARPA

Разработка костюма для всего тела, который бы отвечал потребностям солдат, оказалась сложной задачей. Агентство перспективных исследовательских проектов в области обороны ( DARPA ) запустило программу Warrior Web [34] в сентябре 2011 года [35] и разработало и профинансировало несколько прототипов, включая «мягкий экзоскелет», разработанный Институтом Висса Гарвардского университета . [ 36] В начале 2000-х годов DARPA профинансировало первый прототип экзоскелета Sarcos для всего тела, который приводился в действие гидравликой и потреблял 6800 Вт энергии. [37] К 2010 году DARPA и Sarcos сократили это более чем вдвое, до 3000 Вт, но все еще требовали, чтобы экзоскелет был привязан к источнику питания. В настоящее время Sarcos Guardian XO питается от литий-ионных аккумуляторов и применим для военных логистических приложений. [37] В 2019 году проект экзоскелета TALOS армии США был приостановлен. [38] Были разработаны различные «упрощенные» экзоскелеты для использования на поле боя, направленные на снижение утомляемости и повышение производительности. [39] Например, костюм ONYX компании Lockheed Martin призван помочь солдатам в выполнении задач, требующих «интенсивной нагрузки на колени», таких как пересечение сложной местности. [40] Группа Леи Стирлинг определила, что экзоскелеты могут сократить время реакции солдата. [41]

Гражданский

Экзоскелеты разрабатываются, чтобы помочь пожарным и другим спасателям подниматься по лестнице, неся тяжелое оборудование. [42]

Промышленность

Пассивная экзоскелетная технология все чаще используется в автомобильной промышленности с целью снижения травматизма рабочих (особенно в области плеч и позвоночника) и уменьшения ошибок, вызванных усталостью. [43] [44] Они также изучаются для использования в логистике . [45]

Эти системы можно разделить на две категории: [46]

Для своего применения в самом широком смысле промышленные экзоскелеты должны быть легкими, удобными, безопасными и минимально нарушающими окружающую среду. [47] Для некоторых применений односуставные экзоскелеты (т. е. предназначенные для помощи только конечности, задействованной в определенных задачах) более подходят, чем костюмы с полным приводом. [47] Экзоскелеты с полным приводом были разработаны для помощи с тяжелыми грузами в промышленных условиях, [48] [49] и для специализированных применений, таких как обслуживание атомных электростанций. [50]

Однако биомеханическая эффективность экзоскелетов в промышленных применениях до сих пор в значительной степени неизвестна. Компании должны проводить оценку риска для рабочих мест, на которых будут использоваться экзоскелеты. Институт охраны труда и здоровья Немецкого социального страхования от несчастных случаев разработал проект оценки риска для экзоскелетов и их использования. Оценка безопасности основана на разнообразном опыте, включая безопасность машин, средства индивидуальной защиты и анализ риска физических нагрузок на работе. Экзоскелеты, доступные на рынке, часто не учитывают должным образом аспекты безопасности, в некоторых случаях, несмотря на заявления об обратном их производителей. [51]

Продукция

Проекты приостановлены/заброшены

Ограничения и проблемы дизайна

Средства передвижения часто отказываются от них из-за отсутствия удобства использования. [74] Основные показатели удобства использования включают в себя то, снижает ли устройство энергию, потребляемую во время движения, и безопасно ли его использовать. Некоторые проблемы проектирования, с которыми сталкиваются инженеры, перечислены ниже.

Источник питания

Одной из самых больших проблем, с которыми сталкиваются инженеры и проектировщики экзоскелетов с питанием, является источник питания . [75] Это особая проблема, если экзоскелет предназначен для ношения «в полевых условиях», т. е. вне контекста, в котором экзоскелет может быть привязан к внешним источникам питания с помощью кабелей питания , таким образом, полагаясь исключительно на бортовой источник питания. Аккумуляторные батареи требуют частой замены или подзарядки, [75] и могут взорваться из-за теплового разгона . [76] По словам Sarcos, компания решила некоторые из этих проблем, связанных с технологией аккумуляторов, в частности, потреблением, сократив количество энергии, необходимое для работы ее Guardian XO, до менее 500 Вт (0,67 л. с.) и обеспечив возможность «горячей замены» батарей без отключения питания устройства. [37] Двигатель внутреннего сгорания обеспечивает высокую выходную мощность, но проблемы включают выхлопные газы, отработанное тепло и невозможность плавной модуляции мощности, [77] а также периодическую необходимость пополнения летучих видов топлива . Водородные элементы использовались в некоторых прототипах [78], но также имеют ряд проблем с безопасностью. [79]

Скелет

Ранние экзоскелеты использовали недорогие и простые в формовке материалы, такие как сталь и алюминиевый сплав . Однако сталь тяжелая, и приводной экзоскелет должен работать усерднее, чтобы преодолеть собственный вес, что снижает эффективность. Алюминиевые сплавы легкие, но быстро выходят из строя из- за усталости . [80] Стекловолокно , углеродное волокно и углеродные нанотрубки имеют значительно более высокую прочность на единицу веса. [81] «Мягкие» экзоскелеты, которые прикрепляют двигатели и устройства управления к гибкой одежде, также находятся в стадии разработки. [82]

Приводы

Пневматическая воздушная мышца

Суставные приводы также сталкиваются с проблемой легкости, но при этом мощности. Используемые технологии включают пневматические активаторы, [63] гидравлические цилиндры, [83] и электронные серводвигатели . [84] Эластичные приводы исследуются для имитации контроля жесткости человеческих конечностей и обеспечения тактильного восприятия. [85] Воздушная мышца , также известная как плетеный пневматический привод или воздушная мышца Маккиббена, также используется для улучшения тактильной обратной связи. [86]

Гибкость суставов

Гибкость человеческой анатомии является проблемой проектирования традиционных «жестких» роботов. Несколько человеческих суставов, таких как бедра и плечи , являются шаровыми и гнездовыми , с центром вращения внутри тела. Поскольку нет двух абсолютно одинаковых людей, полная имитация степеней свободы движения сустава невозможна. Вместо этого экзоскелетный сустав обычно моделируется как ряд шарниров с одной степенью свободы для каждой оси вращения. [74]

Гибкость позвоночника — еще одна проблема, поскольку позвоночник фактически представляет собой набор шаровых суставов с ограниченной подвижностью. Не существует простой комбинации внешних одноосных шарниров, которые могли бы легко соответствовать полному диапазону движения человеческого позвоночника . Поскольку точное выравнивание является сложной задачей, устройства часто включают возможность компенсировать смещение дополнительными степенями свободы. [87]

Мягкие экзоскелеты гнутся вместе с телом и решают некоторые из этих проблем. [88]

Регулировка мощности и модуляция

Успешный экзоскелет должен помогать своему пользователю, например, уменьшая энергию, необходимую для выполнения задачи. [74] Индивидуальные различия в характере, диапазоне и силе движений затрудняют предоставление стандартизированным устройством необходимого объема помощи в нужное время. Алгоритмы для настройки параметров управления для автоматической оптимизации энергетических затрат на ходьбу находятся в стадии разработки. [89] [90] Прямая обратная связь между нервной системой человека и моторизованными протезами («нейро-воплощенный дизайн») также была реализована в нескольких громких случаях. [91]

Адаптация к изменениям размеров пользователя

Люди демонстрируют широкий диапазон различий в физических размерах как по длине скелета, так и по обхвату конечностей и туловища, поэтому экзоскелеты должны быть либо адаптируемыми, либо подгоняемыми под индивидуальных пользователей. В военных приложениях это можно решить, потребовав от пользователя иметь утвержденный физический размер, чтобы получить экзоскелет. Ограничения по физическим размерам тела уже существуют в армии для таких должностей, как пилоты самолетов, из-за проблем с подгонкой сидений и органов управления для очень больших и очень маленьких людей. [92] Для мягких экзоскелетов это не такая уж проблема. [88]

Здоровье и безопасность

Хотя экзоскелеты могут снизить стресс от ручного труда, они также могут представлять опасность. [1] Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) призвали провести исследования для изучения потенциальных опасностей и преимуществ технологии, отметив потенциальные новые факторы риска для работников, такие как отсутствие подвижности, чтобы избежать падающего предмета, и потенциальные падения из-за смещения центра тяжести. [93]

По состоянию на 2018 год Управление по охране труда и промышленной безопасности США не подготовило никаких стандартов безопасности для экзоскелетов. Международная организация по стандартизации опубликовала стандарт безопасности в 2014 году, а ASTM International работала над стандартами, которые будут выпущены в начале 2019 года. [1]

Главные события

Вымышленные изображения

Энергоуправляемые экзоскелеты представлены в научно-фантастических книгах и средствах массовой информации как стандартное снаряжение для космических десантников , шахтеров, астронавтов и колонистов. Научно-фантастический роман «Звездный десант» Роберта А. Хайнлайна (1959) считается введением концепции футуристической военной брони. Другие примеры включают костюм Железного человека Тони Старка , роботизированный экзоскелет, используемый Эллен Рипли для борьбы с королевой ксеноморфов в «Чужих» , в Warhammer 40,000 Космические десантники , среди других фракций, как известно, используют различные виды силовой брони, [95] силовую броню, используемую в франшизе видеоигр Fallout , и экзоскелет из STALKER [96] [97] [98]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Ferguson, Alan (23 сентября 2018 г.). «Экзоскелеты и профилактика травм». Журнал Safety+Health . Получено 19 октября 2018 г.
  2. ^ Блейк Макгоуэн (2019-10-01). «Промышленные экзоскелеты: то, чего вы не слышите». Охрана труда и техника безопасности . Получено 2018-10-10 .
  3. ^ Ли, РМ; Нг, ПЛ (2018). «Носимые роботы, промышленные роботы и безопасность и здоровье строительных рабочих». Достижения в области человеческого фактора в роботах и ​​беспилотных системах . Достижения в области интеллектуальных систем и вычислений. Том 595. С. 31–36. doi :10.1007/978-3-319-60384-1_4. ISBN 9783319603834.
  4. ^ Koopman, Axel S.; Kingma, Idsart; Faber, Gert S.; de Looze, Michiel P.; van Dieën, Jaap H. (23 января 2019 г.). «Влияние пассивного экзоскелета на механическую нагрузку на нижнюю часть спины при статических задачах удержания» (PDF) . Journal of Biomechanics . 83 : 97–103. doi :10.1016/j.jbiomech.2018.11.033. ISSN  0021-9290. PMID  30514627. S2CID  54484633.
  5. ^ Bosch, Tim; van Eck, Jennifer; Knitel, Karlijn; de Looze, Michiel (1 мая 2016 г.). «Влияние пассивного экзоскелета на мышечную активность, дискомфорт и время выносливости при работе с наклоном вперед». Applied Ergonomics . 54 : 212–217. doi :10.1016/j.apergo.2015.12.003. ISSN  0003-6870. PMID  26851481.
  6. ^ Bogue, Robert (2022-06-30). «Экзоскелеты: обзор недавнего прогресса». Industrial Robot . 49 (5): 813–818. doi :10.1108/IR-04-2022-0105. ISSN  0143-991X. S2CID  248640941.
  7. ^ Ягин, Николас. «Устройство для облегчения ходьбы». Патент США 440,684, поданный 11 февраля 1890 года и выданный 18 ноября 1890 года.
  8. ^ Келли, К. Лесли. «Педомотор». Патент США 1,308,675 , поданный 24 апреля 1917 года и выданный 1 июля 1919 года.
  9. ^ "Final Report On Hardiman I Prototype For Machine Augmentation Of Human Strength And Endurance" (PDF) . Defense Technical Information Center . 30 августа 1971 г. Архивировано из оригинала (PDF) 6 июля 2019 г. . Получено 5 июля 2019 г. .
  10. ^ Келлер, Майк (25 августа 2016 г.). «Ты вообще поднимаешь тяжести, братан? Хардиман был мускулистым воплощением человеко-машинного интерфейса от GE». GE Reports . Получено 6 июля 2019 г.
  11. ^ Беллис, Мэри. "Экзоскелеты для повышения производительности человека". ThoughtCo . Получено 20.02.2016 .
  12. ^ Балдовино, Ренанн; Джамисола, Родриго-младший (2017). «Обзор различных конструкций и систем управления силовыми экзоскелетами для нижних конечностей» (PDF) . Журнал машиностроения и биомеханики, Rational Publication . 1 (4): 103–115. doi :10.24243/JMEB/1.4.192 (неактивен 2024-06-09).{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на июнь 2024 г. ( ссылка )
  13. ^ ab Vukobratovic, Miomir K. (7 февраля 2017 г.). «Когда на самом деле появились активные экзоскелеты?» (PDF) . Robotics Laboratory . Получено 8 июня 2019 г. .
  14. ^ Хехт, Джефф (1986-09-25). Воины будущего в доспехах. Выпуск 1527: New Scientist. стр. 31.{{cite book}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )
  15. ↑ Pope, Gregory T. (1 декабря 1992 г.). "Power Suits". Discover Magazine . Получено 4 июля 2019 г.
  16. ^ "Giving the Gift of Walking – a 501 C3 nonprofit". They Shall Walk. 2013-01-24 . Получено 2016-02-20 .
  17. ↑ Richman, Dan (11 марта 2005 г.). «Мечта человека — чтобы спасательный костюм помог парализованному снова ходить». Seattle Post-Intelligencer . Получено 4 июля 2019 г.
  18. ↑ Рид, Монти К. (21 января 2011 г.). «Парализованный человек снова ходит: благодаря прототипу LIFESUIT». They Shall Walk . Получено 4 июля 2019 г.
  19. ^ Монти К. Рид (10 октября 2014 г.). «LIFESUIT Exoskeleton Gives the Gift of Walking so They Shall Walk». Глобальная конференция гуманитарных технологий IEEE (GHTC 2014) . IEEE. стр. 382–385. doi :10.1109/GHTC.2014.6970309. ISBN 9781479971930. S2CID  35922757.
  20. ^ abcdefgh de la Tejera, Javier A.; Bustamante-Bello, Rogelio; Ramirez-Mendoza, Ricardo A.; Izquierdo-Reyes, Javier (24 декабря 2020 г.). «Систематический обзор экзоскелетов в направлении предложения модели общей классификации». Прикладные науки . 11 (1): 76. doi : 10.3390/app11010076 . Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  21. ^ Джеймс В. Роуленд, Грегори В. Дж. Хаврилюк. «Современное состояние патофизиологии острой травмы спинного мозга и новые методы лечения: перспективы на горизонте». Журнал нейрохирургии JNS . 25 : 2, 6.[ мертвая ссылка ]
  22. ^ Бернс, Энтони С.; Дитунно, Джон Ф. (15 декабря 2001 г.). «Установление прогноза и максимизация функциональных результатов после травмы спинного мозга: обзор текущих и будущих направлений в управлении реабилитацией». Spine . 26 (24S): S137-45. doi : 10.1097/00007632-200112151-00023 . ISSN  0362-2436. PMID  11805621. S2CID  30220082.
  23. ^ Киршблум, Стивен С.; Прибе, Майкл М. (март 2007 г.). «Медицина при травмах спинного мозга. 3. Фаза реабилитации после острой травмы синаптического спинного мозга». Медицина при травмах спинного мозга . 88. Получено 6 августа 2021 г.
  24. ^ Эшли, Стивен (21 февраля 2017 г.). «Роботизированные экзоскелеты меняют жизни удивительным образом». NBC News . Получено 4 июля 2019 г. .
  25. ^ «Один шаг за раз: Реабилитационные роботы, которые сохранят мобильность «пожилых» людей». The Express Tribune . Reuters. 12 апреля 2017 г. Получено 4 июля 2019 г.
  26. ↑ Мур, Элизабет Армстронг (15 марта 2011 г.). «HAL-5: экзоскелетный робот „под вас“». CNET . Получено 4 июля 2019 г. .
  27. ^ ab Osbun, Ashley (8 февраля 2019 г.). «Пациенты снова ходят с экзоскелетом HAL». Electronic Component News . Получено 5 июля 2019 г. .
  28. ^ ab Strickland, Eliza (30 сентября 2016 г.). "Демо: роботизированный экзоскелет Ekso GT для пациентов с параплегией и инсультом". IEEE Spectrum . Получено 4 июля 2019 г.
  29. ^ Дормели, Люк (15 ноября 2016 г.). «Носимый экзоскелет позволяет исследователям в России управлять роботом в Германии». Digital Trends . Получено 4 июля 2019 г.
  30. ^ "Capio". Центр инноваций в робототехнике — DFKI. 2013-12-31 . Получено 2016-02-08 .
  31. ^ "VI-Bot". Центр инноваций в робототехнике — DFKI. 2010-12-31 . Получено 2016-02-08 .
  32. ^ Франко, Майкл (15 марта 2017 г.). «Ручная экзоскелетная система помогает хирургам взяться за дело». Новый Атлас . Получено 4 июля 2019 г.
  33. ^ Gilhooly, Rob (17 июня 2012 г.). «Экзоскелеты ждут в рабочем/медицинском шкафу». The Japan Times Online . Получено 21 августа 2013 г.
  34. ^ "Warrior Web". Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны . Получено 4 июля 2019 г.
  35. ^ Сотрудники RBR (21.02.2015). «Ekso выбран для участия в задании Warrior Web Task B». Robotics Business Review . Получено 04.09.2018 .
  36. ^ Кусек, Кристен (11 сентября 2014 г.). «Костюм за 3 миллиона долларов». Harvard Gazette . Получено 5 июля 2019 г.
  37. ^ abc Freedberg, Sydney Jr. (18 марта 2019 г.). "SOCOM тестирует экзоскелет Sarcos (нет, это не „Железный человек“)". Breaking Defense . Получено 10 марта 2021 г. .
  38. ↑ Egozi, Arie (24 мая 2019 г.). «Железный человек SOCOM должен умереть, чтобы спин-оффы Iron Man могли жить». Breaking Defense . Получено 4 июля 2019 г.
  39. ^ Адамс, Эрик (28 июня 2018 г.). «Увеличивающие мощность экзоскелеты становятся тоньше для использования на поле боя». Popular Science . Получено 4 июля 2017 г.
  40. ^ Сантана, Марко (4 января 2019 г.). «Lockheed Martin демонстрирует технологию экзоскелета, созданную в Орландо для армии США». Orlando Sentinel . Получено 4 июля 2019 г.
  41. ^ "Лея Стирлинг возглавляет исследование экзоскелетов и принятия решений". Harvard-MIT Health Sciences and Technology . 4 октября 2018 г. Получено 24 июля 2019 г.
  42. ↑ Ridden, Paul (18 апреля 2018 г.). «Экзоскелет Auberon снимает напряжение при тушении пожаров в огненном пекле». New Atlas . Получено 4 июля 2019 г.
  43. ^ Маринов, Борислав (15 мая 2019 г.). «Пассивные экзоскелеты укрепляют свои позиции в автомобильном производстве». Forbes . Получено 5 июля 2019 г. .
  44. ↑ Стюарт, Южная Каролина (18 июня 2018 г.). «Проверка экзоскелетов на заводе Ford». Журнал PC Magazine . Получено 5 июля 2019 г.
  45. ^ "Экзоскелеты для логистики". VIL . Получено 16 января 2020 г.
  46. ^ Спада, Стефания; Гибаудо, Лидия; Джилотта, Сильвия; Гастальди, Лаура; Каваторта, Мария Пиа (1 июля 2018 г.). «Анализ внедрения экзоскелета в промышленную реальность: основные проблемы и оценка риска EAWS». Достижения в области физической эргономики и человеческого фактора . Достижения в области интеллектуальных систем и вычислений. Том 602. С. 236–244. doi :10.1007/978-3-319-60825-9_26. ISBN 9783319608242. ISSN  2194-5357.
  47. ^ ab Voilqué, Anthony; Masood, Jawad; Fauroux, JC; Sabourin, Laurent; Guezet, Olivier (25 марта 2019 г.). «Технология промышленных экзоскелетов: классификация, структурный анализ и индикатор структурной сложности». Конференция Ассоциации носимой робототехники 2019 г. (WearRAcon) . стр. 13–20. doi :10.1109/WEARRACON.2019.8719395. ISBN 97815386-80568. S2CID  169037039.
  48. ^ Looze, Michiel P. de; Bosch, Tim; Krause, Frank; Stadler, Konrad S.; O'Sullivan, Leonard W. (3 мая 2016 г.). «Экзоскелеты для промышленного применения и их потенциальное влияние на физическую рабочую нагрузку». Ergonomics . 59 (5): 671–681. doi :10.1080/00140139.2015.1081988. hdl : 10344/5646 . ISSN  0014-0139. PMID  26444053. S2CID  1135619.
  49. ^ Хариди, Рич (3 января 2019 г.). «Работающий на батарейках полноразмерный экзоскелет позволяет пользователям поднимать 200 фунтов». Новый Атлас . Получено 4 июля 2019 г.
  50. ^ Хорняк, Тим (2 июня 2014 г.). «Роботизированные экзоскелеты Panasonic могут помочь работникам атомных электростанций». Computerworld . Получено 5 июля 2019 г. .
  51. ^ «Экзоскелеты». ИФА . Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung . Проверено 15 июня 2020 г.
  52. ^ Moulart, Mélissa; Olivier, Nicolas; Giovanelli, Yonnel; Marin, Frédéric (1 ноября 2022 г.). «Субъективная оценка воздействия поясничного экзоскелета на боль в пояснице в реальной рабочей ситуации». Heliyon . 8 (11): e11420. Bibcode :2022Heliy...811420M. doi : 10.1016/j.heliyon.2022.e11420 . ISSN  2405-8440. PMC 9678677 . PMID  36425419. S2CID  253449651. 
  53. ^ Александр, Дэн (15 апреля 2015 г.). «Фабрика инноваций: как Parker Hannifin выдает прорывные продукты». Forbes . Получено 21 июня 2017 г. .
  54. ^ Freeman, Danny (1 июля 2019 г.). «Экзоскелетное устройство, подаренное San Diego VA, поможет в реабилитации ветеранов». NBC 7 San Diego . Получено 5 июля 2019 г.
  55. ^ ab Fanning, Paul (11 октября 2012 г.). «Бионический экзоскелет может изменить жизнь параплегиков». Эврика! . Получено 5 июля 2019 г. .
  56. ^ Джейкобс, Мелисса (май 2019 г.). «С помощью роботизированного экзоскелета мужчина из Колледжвилля снова получает шанс ходить». Main Line Today . Получено 5 июля 2019 г.
  57. ^ Брюстер, Сигне (1 февраля 2016 г.). «Этот роботизированный экзоскелет за 40 000 долларов позволяет парализованным ходить». MIT Technology Review . Получено 7 июля 2019 г.
  58. ^ Малони, Дэн (28 января 2019 г.). «Киборги среди нас: экзоскелеты становятся мейнстримом». Hackaday . Получено 7 июля 2019 г. .
  59. ^ "Японский роботизированный костюм получил глобальный сертификат безопасности". IndustryWeek . Agence France-Presse. 27 февраля 2013 г. Получено 25 октября 2017 г.
  60. ^ Дэвис, Крис (10 января 2019 г.). «Экзоскелет Honda на один (вспомогательный) шаг ближе к запуску». SlashGear . Получено 5 июля 2019 г.
  61. ^ "Экзоскелет ЕКА". Европейское космическое агентство . Получено 5 июля 2019 г.
  62. ^ "Gogoa Mobility Robots объявляет об одобрении маркировки CE для экзоскелета HANK". Business Insider . 22 октября 2018 г. Получено 5 августа 2020 г.
  63. ^ ab Ackerman, Evan (6 марта 2018 г.). «Roam Robotics анонсирует мягкий экзоскелет стоимостью $2500 для лыжников и сноубордистов». IEEE Spectrum . Получено 6 июля 2019 г.
  64. ^ Дент, Стив (27 сентября 2017 г.). «Экзоскелет Wandercraft был создан, чтобы помочь параплегикам ходить». Engadget . Получено 4 марта 2020 г.
  65. ^ Salter, Jim (22 января 2020 г.). «Sarcos предлагает полностью мобильные, невероятно прочные промышленные экзоскелеты». Ars Technica . Получено 6 апреля 2021 г.
  66. ^ Маронов, Бобби (10 декабря 2019 г.). «Guardian XO Alpha: личное знакомство с полноразмерным экзоскелетом Sarcos Robotics». Отчет об экзоскелете . Получено 6 апреля 2021 г.
  67. ^ Герман, Кент; Коллинз, Кэти (7 января 2020 г.). «Delta представляет экзоскелеты, бесплатный Wi-Fi и кнопку «выпивки» на выставке CES 2020». CNET . Получено 6 апреля 2021 г. .
  68. ^ «Норникель» выпустите интеллектуальную версию экзоскелета - Норникель». www.nornickel.ru . Проверено 6 октября 2022 г.
  69. ^ "Comau MATE". Comau . Получено 3 марта 2022 г. .
  70. ↑ Корнуолл, Уоррен (15 октября 2015 г.). «Статья: Можем ли мы построить костюм «Железный человек», который даст солдатам роботизированное ускорение?». Американская ассоциация содействия развитию науки . Получено 5 июля 2019 г.
  71. ↑ Янг, Сара (3 марта 2004 г.). «Исследователи Калифорнийского университета в Беркли разрабатывают роботизированный экзоскелет, который может повысить силу и выносливость человека». Калифорнийский университет в Беркли . Получено 4 июля 2019 г.
  72. ↑ Affairs, Public; Беркли, Калифорнийский университет (4 февраля 2016 г.). «Экзоскелет Калифорнийского университета в Беркли помогает парализованным ходить». Калифорнийский университет . Получено 5 июля 2019 г.
  73. ^ Малкольм, Филипп; Дераве, Вим; Галле, Самуэль; Де Клерк, Дирк; Эгертер, Кристоф Маркус (13 февраля 2013 г.). «Простой экзоскелет, помогающий подошвенному сгибанию, может снизить метаболические затраты на ходьбу человека». PLOS ONE . 8 (2): e56137. Bibcode : 2013PLoSO...856137M. doi : 10.1371/journal.pone.0056137 . PMC 3571952. PMID  23418524 . 
  74. ^ abc Näf, Matthias B.; Junius, Karen; Rossini, Marco; Rodriguez-Guerrero, Carlos; Vanderborght, Bram; Lefeber, Dirk (1 сентября 2018 г.). «Компенсация несоосности для полной кинематической совместимости человека и экзоскелета: современное состояние и оценка». Applied Mechanics Reviews . 70 (5): 050802. Bibcode : 2018ApMRv..70e0802N. doi : 10.1115/1.4042523 . ISSN  0003-6900.
  75. ^ ab Удовлетворение энергетических потребностей будущих воинов. National Academies Press. 31 августа 2004 г. стр. 40. ISBN 9780309165761. Получено 18 февраля 2016 г.
  76. ^ Либшер, Алиша; Гейман, Гэри (26 декабря 2018 г.). «Предотвращение теплового разгона в аккумуляторах электромобилей». Machine Design . Получено 5 июля 2019 г. .
  77. ↑ Yellow Magpie (1 мая 2013 г.). «Проблемы экзоскелетных костюмов, которые необходимо преодолеть». Yellow Magpie . Получено 5 июля 2019 г. .
  78. ^ Кантола, Кевин (26 января 2010 г.). «HULC Robotic Exoskeleton Powered by Hydrogen Fuel Cell». Автомобили на водороде сейчас . Получено 5 июля 2019 г.
  79. ^ "Проблемы хранения водорода". Energy.gov . Получено 7 июля 2019 г. .
  80. ^ Фрументо, Кристофер; Мессье, Итан; Монтеро, Виктор (2010-03-02). "История и будущее реабилитационной робототехники" (PDF) . Политехнический институт Вёрхетсера . Получено 20 февраля 2016 г. .
  81. ^ Кернс, Джефф (8 января 2015 г.). «Расцвет экзоскелетов». Machine Design . Получено 6 июля 2019 г. .
  82. ↑ Heater, Brian (18 июля 2017 г.). «ReWalk Robotics демонстрирует мягкий экзокостюм, разработанный для обеспечения мобильности пациентов, перенесших инсульт». TechCrunch . Получено 6 июля 2019 г.
  83. ^ "Раскрыты военные экзоскелеты: костюмы Ironman — конкретная возможность". Army Technology . 29 января 2012 г. Получено 6 июля 2019 г.
  84. ^ Феррис, Дэниел П.; Шлинк, Брайан Р.; Янг, Аарон Дж. (2019-01-01), «Робототехника: Экзоскелеты», в Нараян, Роджер (ред.), Энциклопедия биомедицинской инженерии , Elsevier, стр. 645–651, ISBN 9780128051443
  85. ^ Siegel, RP (8 апреля 2019 г.). «Роботизированные пальцы учатся чувствовать». Design News . Получено 6 июля 2019 г. .
  86. ^ «Перчатка, работающая на основе мягкой робототехники для взаимодействия со средами виртуальной реальности». ScienceDaily . 30 мая 2017 г. Получено 6 июля 2019 г.
  87. ^ Näf, Matthias B.; Koopman, Axel S.; Baltrusch, Saskia; Rodriguez-Guerrero, Carlos; Vanderborght, Bram; Lefeber, Dirk (21 июня 2018 г.). «Пассивная поддержка спины экзоскелетом улучшает диапазон движения с помощью гибких балок». Frontiers in Robotics and AI . 5 : 72. doi : 10.3389/frobt.2018.00072 . ISSN  2296-9144. PMC 7805753 . PMID  33500951. 
  88. ^ ab Davis, Steve (26 июня 2016 г.). «Забудьте о Железном человеке: обтягивающие костюмы — будущее роботизированных экзоскелетов». The Conversation . Получено 7 июля 2019 г. .
  89. ↑ Коллинз, Стив (22 июня 2017 г.). «Экзоскелеты не бывают универсальными... пока». Wired . Получено 8 июля 2019 г.
  90. ^ Арбор, Энн (5 июня 2019 г.). «Бионическая нога с открытым исходным кодом: первая в своем роде платформа нацелена на быстрое развитие протезирования». Новости Мичиганского университета . Получено 8 июля 2019 г.
  91. ↑ Уэйкфилд, Джейн (8 июля 2018 г.). «Экзоскелеты обещают сверхчеловеческие возможности». BBC . Получено 8 июля 2019 г.
  92. ^ Коте, Дэвид О.; Шоппер, Аарон В. (1984-07-01). «Оценка совместимости антропометрической кабины самолетов армии США для большого и малого личного состава, одетого в конфигурацию защитной одежды для холодной погоды, бронежилета и химической защиты» (PDF) . Центр технической информации Министерства обороны. Архивировано (PDF) из оригинала 2 марта 2016 г. . Получено 20 февраля 2016 г.
  93. ^ Зингман, Алисса; Эрнест, Г. Скотт; Лоу, Брайан Д.; Бранш, Кристин М. (15 июня 2017 г.). «Экзоскелеты в строительстве: будут ли они уменьшать или создавать опасности?». Центры по контролю и профилактике заболеваний . Получено 8 июля 2017 г.
  94. ^ "О CYBATHLON". CYBATHLON . Получено 1 сентября 2020 г. .
  95. ^ Гонсалес, Оскар (25.09.2019). "Шлем Fallout Power Armor отозван из-за плесени". CNET . Получено 30.10.2020 .
  96. ↑ Липтак, Эндрю (10 декабря 2017 г.). «18 комплектов силовой брони из научной фантастики, которые вы не захотите встретить на поле боя». The Verge .
  97. ^ Matulef, Jeffrey (23.01.2016). "Fallout 4 14,5 дюймовая фигурка силовой брони стоит £279". Eurogamer . Получено 30.10.2020 .
  98. ^ Мачковеч, Сэм (13.11.2018). «Мы распаковываем версию Fallout 76 «силовой брони» за 200 долларов, чтобы вам не пришлось этого делать». Ars Technica . Получено 30.10.2020 .

Внешние ссылки