Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Egzoszkielet

No description
by

Cornil Majstra

on 12 January 2015

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Egzoszkielet

Elegs, Austin
firma Berkeley Bionics
Departament Obrony sfinansował znacząca ilość badań na
ludzkich szkieletów "mechanicznych" dla zastosowań
wojskowych, ale badania na temat potencjalnych zastosowań medycznych i przemysłowych szkieletów została w dużej mierze ignorowane. Berkeley Bionics niedawno opracowała system egzoszkieletu, który zwiększa wytrzymałość osoby noszącej, jednocześnie zmniejszając ich metaboliczny koszt chodzenia. Firma zaproponowała egzoszkielet dla zastosowań cywilnych, w szczególności, aby pomóc pacjentom z zaburzeniami mobilności nerwowego lub mięśniowego. Te napędzane przez człowieka
zewnętrzne szkielety pozwalają ich noszącym chodzić w pozycji
wyprostowanej, bez napięcia i wysiłku fizycznym wymaganej
przez dzisiejszych urządzeń protetycznych niezasilanych.
Talos – Przyszłość?
ExoHiker ™ została zaprojektowana do przenoszenia ciężkich
ładunków podczas długich misji.
Waga: 31 funtów
Ładowność: 150 funtów siły, gdy użytkownik nie czuje obciążenia
Hałas: praktycznie niezauważalne
Misja Czas trwania: 42 mil przy średniej prędkości 2,5 mph.
Z małym panelem słonecznym, jego czas, misja będzie nieograniczona.

Przykład: W związku z bezprecedensowym technologii napęd i moc dostawy, bateria 80 W-godzinny, który waży 1,2 kg wystarcza do zasilania tego egzoszkielet do wykonania 150 kilo obciążenia przez 21 godzin, podczas gdy użytkownik nie czuje obciążenia na jej / jego ramieniu.
Interfejs: mały wyświetlacz LCD ręczne
Cechy szczególne: chowane nogi, szybkie awaryjne uwolnienie z plecaka egzoszkieletu, nieskrępowane prowadzenie pojazdów podczas noszenia.

Obecnie również ingerencja w ulepszenie żołnierza jest bardzo obszerna. Mimo że sama struktura prowadzenia wojen znacznie się zmieniła, to jednak jak widać nawet po konfliktach lokalnych (Ukraina, Izrael-Syria) można dostrzec, że żołnierz to wciąż element wojny który ma niebagatelne znaczenie. Od ciągle ulepszanego standardowego wyposażenia (karabiny na termowizję, noktowizory, wyświetlacze nahełmowe pozwalające prowadzić ogień zza osłony przy pomocy kamery zamontowaniej na karabinie) zaczęto szukać również pomysłów na zwiększenie wydajności samego żołnierza.
Exohiker / Bleex
www.youtube.com/watch?v=_8VhW9JIwUk

en.wikipedia.org/wiki/HAL_(robot)

www.elektroda.pl/rtvforum/topic1284919.html

bleex.me.berkeley.edu/research/exoskeleton/exohiker

bleex.me.berkeley.edu/research/exoskeleton/bleex

bleex.me.berkeley.edu/research/exoskeleton/hulc

bleex.me.berkeley.edu/research/exoskeleton/medical-exoskeleton

bleex.me.berkeley.edu/research/exoskeleton/elegs%E2%84%A2

www.interia.tv/wideo-sztuczna-reka-lepsza-niz-prawdziwa,vId,1084376

en.wikipedia.org/wiki/TALOS_(uniform)

www.washingtonpost.com/news/checkpoint/wp/2014/10/27/new-competition-starts-in-development-of-u-s-militarys-iron-man-suit


TALOS (Tactical Assault Operator Light Suit) to nazwa nadana do zrobotyzowanemu egzoszkieletowi, którego armia amerykańska zamierza zaprojektować przy pomocy uniwersytetów, laboratoriów i branży technologicznej. Pomysłodawcy Talos stwierdza, że musi być kuloodporne, uzbrojone, ma dać możliwość monitorowania otoczenia i dać noszącemu nadludzką siłę i postrzeganie. Garnitur będzie się składać z warstw materiału i inteligentnych czujników.
HAL 5
HAL 5 to garnitur opracowany przez japońską Tskuba University i firmy robotyki CYBERDYNE. Został on zaprojektowany, aby wspierać i rozwijać zdolności fizyczne użytkowników, w szczególności osoby z niepełnosprawnością fizyczną. Istnieją dwie główne wersje systemu: HAL 3, która dostarcza jedynie funkcję nóg i HAL 5, który jest egzoszkieletem całego ciała (ramiona, nogi i tułów).
Egzoszkielet
Berkeley Bionics
twierdzi, że te "inteligentne
zewnętrzne szkielety" mogą zastąpić
wózki inwalidzkie dla wielu pacjentów,
umożliwiając odzyskać pewien stopień
mobilności. Proponowany system wprowadzi
kilka nowości, w tym kompaktowych, na pokładzie
system regeneracji energii znacznie przedłuża życie
baterii, zaawansowany system sterowania i interfejsu
użytkownika, aby dostosować ilość pomocy
napędowej dostarczone do potrzeb pacjenta, jak i
lekka konstrukcja strukturalna, łatwa przy zakładaniu
i zdejmowaniu. Technologie te mogą być również
przystosowane do praktycznych, niedrogich
szkieletów do pracy w przemyśle, oszczędzając
tysiące pracowników z kosztownych urazów
kręgosłupa.
• Zmniejszone oddziaływania obciążeniam inteligentny rozkład masy w całym organizmie.

• Niskie zapotrzebowanie na moc.

• Łatwość dopasowania garnituru do użytkownika.

• Podaje sygnały z czujników do żołnierzy odnośnie kierunku otrzymywanych obrażeń.

• Zastosowanie ponowne energii w celu zwiększenia efektywności ruchu i poprawy ogólnych metabolics.

• Pozostać w zgodzie i elastyczne, usztywnienie tylko w razie potrzeby.

• Kostium ma ważyć mniej niż 400 funtów (180 kg) i generować 12 kW mocy do 12 godzin.

• Odporność na pociski

Damian Tokarz
Robotyka techniczna
Hulk
Według Lockheed Martin, HULC umożliwia przeniesienie 100 kilogramów na 20 kilometrów na jednej baterii. Przeprowadzonych testy wykazały, że człowiek idący w egzoszkielecie zużywa mniej energii na poruszanie się, niż osoba bez wspomagania. Oznacza to, że dzięki HULC żołnierz wolniej by się męczył i dłużej byłby gotowy do działania.
Sztuczna ręka to również część
egzoszkieletu umożliwiająca
noszącemu ją pacjentowi w znacznej
mierze odzyskanie sprawności manualnej.
Jest to niewątpliwie krok naprzód w stosunku
do nieruchomych protez, która pozwala z
pewnością czuć mniejszy dyskomfort
podczas codziennych czynności.
Sztuczna ręka
Rys historyczny
Aby poprawić wartość jednostki, stosowano różne techniki. Spartanie główną swoją siłę opierali na fizycznej selekcji i może się wręcz wydawać - brutalnym treningu swoich obywateli.


Rzymianie – swój sukces zawdzięczają lepszemu wyposażeniu wojska oraz wprowadzeniu
nowatorskich maszyn oblężniczych.


W Persji natomiast wytwarzano najlepsze jakościowo bronie (bułat, stal damasceńska), których struktura i wytrzymałość do dziś zadziwiają historyków i rzemieślników.

Obecnie na świecie (głównie w USA i Japonii) trwają prace nad różnymi wersjami egzoszkieletów, jednak głównie z założeniem wykorzystania w celach wojskowych – dla poprawienia zdolności bojowych żołnierza na polu walki.

Egzoszkielety mogą mieć również zastosowanie dla celów cywilnych, np:

w medycynie – jako pomoc dla osób nie mogących poruszać się o własnych siłach, jak również jako pomoc dla personelu medycznego zajmującego się opieką nad osobami z paraliżem (HAL5, ReWalk, Ekso).

w innych dziedzinach (np. ratownictwie, budownictwie) – jako urządzenia wspomagające przenoszenie ciężarów w miejscach, do których ciężki sprzęt nie ma dostępu, lub jego użycie jest niewskazane.

Jest to mocowana na zewnątrz ciała powłoka, której celem jest wzmocnienie siły mięśni użytkownika.
Egzoszkielet może wzmacniać wszystkie partie mięśni lub tylko niektóre (np. sztuczne ramię).
Poruszanie się w egzoszkielecie zależy od kilku czynników (właściwego dopasowania egzoszkieletu, odpowiedniego oprogramowania komputera sterującego, możliwości sterowania nim osoby z niego korzystającej). Za ruch urządzenia odpowiedzialny jest zazwyczaj system siłowników elektrycznych, pneumatycznych lub hydraulicznych.
Aktywne egzoszkielety są zasilane przy pomocy różnego rodzaju silników lub energią z akumulatorów. Ruch jest nadzorowany zazwyczaj poprzez sterownik w postaci komputera.
Dodatkowo mogą występować czujniki żyroskopowe.
Sterowanie egzoszkieletem odbywać się może na 4 sposoby:

1) Sterowanie mechaniczne – osoba jest częściowo sprawna i ma możliwość kontrolowania egzoszkieletu manualnie np. rękami za pomocą joysticka.

2) Sterowanie głosem – osoba nie ma możliwości ruchowych, ma jednak możliwość wypowiadania komend głosowych, które są przesyłane poprzez mikrofon do komputera, a w nim odpowiednio interpretowane na odpowiadającą danemu zwrotowi funkcję egzoszkieletu (czynność), po czym z komputera wysyłana jest do sterownika egzoszkieletu odpowiednia seria instrukcji do wykonania (zadziałania odpowiednich siłowników) – np. odpowiadających czynności podnieś rękę, wstań, idź itp.

3) Sterowanie czujnikami naskórnymi lub podskórnymi (implantami) – metoda polegająca na założeniu pacjentowi serii implantów, które wzmacniając impulsy nerwowe, odczytują na ich podstawie intencje ruchowe osoby, a następnie przekazują te „intencje” (wzmocnione impulsy) do komputera sterującego. W przypadku tej metody wymagana jest częściowa sprawność układu nerwowego

4) Sterowanie egzoszkieletem mogłoby się odbywać bezpośrednio z użyciem sygnałów bioelektrycznych z ośrodkowego układu nerwowego – po podłączeniu do głowy użytkownika egzoszkieletu zestawu elektrod interfejsu mózg-komputer sygnały odzwierciedlające zamiar ruchu byłyby przekazywane do sterownika egzoszkieletu, który na tej podstawie uruchamiałby odpowiednie funkcje egzoszkieletu. Mogłoby to umożliwić wykorzystanie egzoszkieletu osobom po uszkodzeniach rdzenia kręgowego, ale z zachowanymi funkcjami kory ruchowej mózgu oraz funkcjami poznawczymi umożliwiającymi bezpieczne (dla nich i otoczenia) korzystanie z egzoszkieletu. Badania nad tym rozwiązaniem prowadzone są w ramach zakończonego projektu MINDWALKER i kolejnych.

SPIS TREŚCI
Wstęp

Jedną z takich możliwości są pancerze wspomagane rodem z gier/filmów i książek fantasty, które coraz raźniej zaczynają wkraczać w fazy produkcji.
Wykorzystują one pomysł przeniesienia ciężaru pancerza z żołnierza na układ żołnierz + konstrukcja wspomagana.
Jednak jak każdy pomysł technologiczny, choć zwykle pierwotna koncepcja najczęściej opiera się o militaria, po jakimś czasie znajduje zastosowanie w innych dziedzinach.
Idea stworzenia idealnego żołnierza, silniejszego i bardziej wytrzymałego od przeciętnej jednostki była obecna już w historii starożytnych. Dostrzeżono że mniejsza liczba lepiej sprawujących się żołnierzy, lepiej wyposażonych i wyszkolonych ma większe znaczenie na polu walki niż bardziej liczebni, słabiej uzbrojeni i wyćwiczeni odpowiednicy.
Sztuczny egzoszkielet lub pancerz wspomagany
W 2011 roku Uniwersytet Tsukuba i CYBERDYNE wspólnie ogłosiły, że badania w szpitalach z pełnym garniturem HAL rozpocznie się w 2012 roku i będą kontynuowane do roku 2014 lub 2015. W październiku 2012 roku, garnitury HAL były w używane przez 130 różnych placówek medycznych w całej Japonii. W lutym 2013 roku system HAL został pierwszym napędem egzoszkieletowym, który otrzymywał globalny certyfikat bezpieczeństwa. Dodatkowo, egzoszkielet HAL został wykorzystany w pracach budowlanych i reagowania na katastrofy.
"Niedawno pojawiła się informacja o uruchomieniu produkcji pierwszych 400 egzoszkieletów HAL, które wcześniej miały być produkowane z myślą o wynajmowaniu w cenie 1000$ za miesiąc. Producent Cyberdyne jednak zmienił zdanie pierwsze modele maja być oferowane w sprzedaży w cenie 4200$ za sztukę"
Urządzenie składa się z plecaka w którym ukryto między innymi zasilanie i większe elementy. Sama część wspomagająca żołnierza, to dodatkowe "nogi" wykonane z tytanu, zakończone podeszwami, na których stoi żołnierz. Specjalny system czujników reaguje na ruchy człowieka i zgaduje, gdzie ten chciałby się ruszyć. Komputer następnie przetwarza dane i wydaje polecenia siłownikom hydraulicznym, które wspomagają ruchy żołnierza.
Cechy
Źródła
Źródła
Informacje
Co to egzoszkielet, sterowanie, podział ze względu na zastosowanie
Hal 5
Exohiker/Bleex
Hulk
Elegs, Austin
Sztuczna ręka
Talos
Zastosowanie
Full transcript