egzoszkielety najechało na codzienne życie tysięcy ludzi na całym świecie. Aby ułatwić życie, urządzenia te opierają się na wielu składnikach, które ewoluowały z czasem. Ponadto egzoszkielety pasywa różnią się od aktywów egzoszkielety. Technologia egzoszkielety bycie bardziej złożonym, niż można by pomyśleć.Sztuczna inteligencja, czujniki, wytrzymałe i lekkie materiały, wszystko jest brane pod uwagę w celu poprawy pracy, zmniejszenia zmęczenia i przywrócenia mobilności osób w potrzebie. W tym artykule, będziemy patrzeć na to, co stanowi, aby dogłębnie zrozumieć działanie z punktu widzenia projektu.
Retrospektywne energii wykorzystywane w ciągu lat dla l
W ciągu ostatnich 130 lat inżynierowie ze wszystkich stron starali się pomóc ludziom, którzy stracili niektóre lub wszystkie swoje zdolności motoryczne zwiększenie ich sprawności fizycznej i zmniejszenie zmęczenia poprzez tworzenie egzoszkielety. Jednakże praca nad ciężarem tych urządzeń i wykorzystywanymi źródłami energii nie zawsze była skuteczna. Trochę do tyłu.
W 1890 roku jeden z egzoszkielety operował energia przechowywana w workach z sprężonym gazem w celu ułatwienia ruchu. Model ten jednak nadal opierał się na ludzkiej sile, która nie była odpowiednia dla ludzi, którzy stracili nogi.Później, w 1917 roku, nowy model d Jednak problemem była trudność produkcji pary. W 1965 roku Hardiman, zaprojektowany przez General Electric we współpracy z amerykańskimi siłami zbrojnymi, próbował zasilić swój egzoszkielet połączeniem hydrauliki i elektryczności, powodując gwałtowne i niekontrolowane ruchy tego egzoszkielet.Dla aktywnego egzoszkielet, składa się z:
- Akumulator;
- Czujniki;
- sztuczna inteligencja;
- Silniki i siłowniki;
- Materiały.
Zmotoryzowany egzoszkielet nie może teraz działać bez tych wszystkich podstawowych komponentów.
Innowacja egzoszkielety i wygląd baterii
W czasie i z innowacji egzoszkielety,baterie były w stanie zastąpić stare metody energetyczne. Baterie są używane w szczególności w aktywnych egzoszkielety lub zrobotyzowane, odpowiednio zatrudnione w sektorze medycznym, logistycznym i wojskowym. Jednakże podczas badania baterii, Zakres był niewystarczający, ponieważ było to tylko 40 minut z rzęduTak było w przypadku pierwszego akumulatora egzoszkielet, Raytheon XOS.
Akumulator litu
W egzoszkielety operacje zmotoryzowane Bateria litium-jonowa uszkodziła to urządzenie. Rzeczywiście, pierwszy udany model, Przejście, jest bionicznym systemem pomocy w chodzeniu. Lekkie i przenośne, jest stosowany głównie w rehabilitacji pacjentów z urazem rdzenia kręgowego. Akumulator litium wielokrotnego ładowania jest osadzony w plecaku i oferuje 8 godzin autonomii z jednym ładunkiem. Wyczyn w terenie!
Guardian XO (SARCOS) z 8-godzinnym zakresem za pomocą wymiennych baterii
Jeden egzoszkielet military, Dla US Special Operations Command, Guardian XO, produkowany przez SARCOS, jest również zasilany bateriami wielokrotnego ładowania i zamiennymi o zasięgu ośmiogodzinnym.
Akumulator zwrotny Indigo (Parker Hannifin) do stosowania medycznego
LIndigo by Parker Hannifin jest egzoszkielet, który dowiódł swojej wartości w świecie rehabilitacji. Jego zakres opiera się na długotrwałym, szybko zmieniającym się akumulatorze wielokrotnego ładowania.W przypadku awarii zasilania, są bezpośrednio zintegrowane urządzenia zabezpieczające, które pozwolą zablokować stawy kolanowe. W 2016 roku FDA (Food and Drug Administration) zatwierdziło produkt Indigo do stosowania klinicznego, ale także do użytku osobistego. Akumulator dostarcza wszystkie silniki, czujniki i systemy elektroniczne do wspomagania i wzmacniania ruchów.
Czujniki: interfejs maszyny męskiej
Czujniki to elementy rejestrujące dane biometryczne i środowiskowe. Są:
- czujniki kinematyczne;
- czujniki kinetyczne;
- Biosensory.
W Czujniki kinematyczne IMU (inercyjne jednostki pomiarowe) są wykorzystywane do pomiaru kątów i przyspieszeń. W Czujniki ciśnienia w instalacji Z kolei wykrywają fazy chodzenia. Dotyczącee Czujniki kinetyczne, to mierniki napięcia i czujniki piezoelektryczne mierzą siły.Wreszcie Biosensory jako elastyczne elektrody EMG wykrywają zamiary motoryczne.Właściwie, czujniki biometryczne rekordowe sygnały mięśniowe, tętno i ciśnienie krwi. Pomaga to dostosować ruchy egzoszkielet w zależności od potrzeb użytkownika.Czujniki środowiskowe łączą w sobie wszystko, co związane jest z kamerami podczerwieni lub akustycznymi i czujnikami, aby dostarczyć danych środowiskowych. Nawigacja jest zatem bezpieczna. W celu synchronizacji ruchów użytkownika, bioelektryczne czujniki wykrywają sygnały elektryczne urządzenia.Czujniki kąta, jak również inne czujniki bezpieczeństwa, unikają niekontrolowanych ruchów, które są uważane za niebezpieczne, dostosowując granice ruchu g.
Sztuczna inteligencja i przetwarzanie danych
Kluczowe znaczenie ma uwzględnienie sztucznej inteligencji przy opracowywaniu danych, niezależnie od tego, czy chodzi o zarządzanie danymi czy o poprawę ich skuteczności. Służy to zarówno rehabilitacji pacjentów, jak i zwiększeniu zdolności człowieka, co doegzoszkielet dla osób starszych.
Kontrola robotyczna i adaptacja dynamiczna
W kontroli robotycznej (RC), sztuczna inteligencja kontroluje ruchy naszego egzoszkielety poprzez dostosowanie ich reakcji do intencji użytkownika. Obejmie to między innymi klasyfikację ruchu (LC) oraz wykrywanie zamiarów (ID) w celu zapewnienia pomocy osobistej.Z drugiej strony, w odniesieniu do dynamicznej adaptacji i algorytmów sztucznej inteligencji, urządzenia robotyczne mogą dostosowywać się do ruchów i zmieniających się potrzeb użytkownika. Poprawi to koordynację i skuteczność ruchów.
Analiza ruchów i optymalizacja parametrów w przetwarzaniu danych
Sztuczna inteligencja idzie jeszcze dalej, ponieważ analizuje dane z czujników L- egzoszkielet w celu identyfikacji ruchów i poprawy ich pomocy. Uwzględniono tu rozpoznawanie gestów i przewidywanie wspólnych trajektorii.Ponadto algorytmy sztucznej inteligencji poprawiają parametry kontroli naszych urządzeń. Na przykład, kąt stawu i stosowane siły zmaksymalizują skuteczność tych, którzy je niosą i jednocześnie zmniejszą zmęczenie.
Zastosowanie w rehabilitacji, bezpieczeństwie i ergonomii
Inne role IIA w egzoszkieletyw szczególności:
- Monitorowanie wydajności: poprzez analizę wydajności użytkowników i dostarczanie informacji zwrotnych w czasie rzeczywistym, które umożliwią dostosowanie strategii terapeutycznych.
- wykrywanie ryzyka: przewidywanie i łagodzenie ergonomicznych zagrożeń, takich jak słabe postawy i wspólne przeciążenia poprzez ostrzeżenia;
- Wdrożenie zindywidualizowanych terapii: dostosowanie strategii pomocy i protokołów progresji.
Niemiecki Bionic rozwija inteligentny egzoszkielety w celu poprawy bezpieczeństwa i wydajności w miejscu pracy. Analiza ruchu i ergonomiczne ostrzeżenia są dostarczane przez zintegrowaną AI wZajmuję się tym.
Silniki i siłowniki egzoszkielety
Dzięki silnikom i siłownikom użytkownik może poruszać się i obsługiwać ładunki łatwiej i skuteczniej. Dwie dominujące technologie poza AI w egzoszkielet to: silniki elektryczne i siłowniki pneumatyczne.
Silniki elektryczne
Nie mamy do czynienia z dużym silnikiem samochodowym, ale wersja elektryczna miniatura i wysoka gęstość momentu obrotowego. Silniki elektryczne funkcjonują jako kontrola wspólnych ruchów naszego egzoszkielet, ale także generowanie sił, które będą wspierać ruchy ludzkie i w związku z tym ich ulepszyć.Z drugiej strony silniki elektryczne utrzymują równowagę i stabilność silnika elektrycznego podczas przenoszenia ciężkich obciążeń.Wśród najbardziej znanych silników elektrycznych są: Maxon ‘s EC Flat zapewnia wysoki moment obrotowy w kompaktowym formacie i silnikach prądu stałego. Samochody bez mioteł prądu stałego są preferowane ze względu na ich trwałość, a zwłaszcza ze względu na ich wydajność energetyczną.
Urządzenia uruchamiające powietrze
Generatory siły znajdują się na poziomie złącza i generują niezbędny wysiłek, aby przesunąć urządzenie. Aktywatory są napędzane silnikami i nazywane są również “mięśniami elektrycznymi”. Dzięki nim dysponujemy dokładną kontrolą ruchów w celu poprawy pomocy użytkownika, czy to w celu rehabilitacji, czy zwiększenia zdolności fizycznych.Należy pamiętać, że siłowniki pracują w tandemie z czujnikami, aby dostosować w czasie rzeczywistym ruchy
Konstrukcja i materiały mechaniczne
Konstrukcja mechaniczna i materiały są komponentami, które są częścią konstrukcji l Nie możemy jednak zapomnieć o elementach konstrukcji metalowej i wyborze materiałów, które mają znaczący wpływ na skuteczność egzoszkielety, jak również na ich komfort i zdolność adaptacji.
Wybór materiałów: włókna węglowe i stopy metali
Włókno węglowe jest używane do jego lekkości i wytrzymałości. Zmniejsza ciężar egzoszkielety, zachowując jednocześnie opór. Ponadto włókno węglowe jest często używane dla egzoszkielety, co poprawia komfort i mobilność użytkownika.W przypadku stopów metali, takich jak stal czy aluminium, są one zintegrowane z konstrukcją stawów ze względu na ich trwałość i wytrzymałość. W rzeczywistości stopy metali mogą wytrzymać ciężkie obciążenia przy zachowaniu stabilności ruchów.
Ergonomiczna konstrukcja
W zależności od modeli i aplikacji, egzoszkielety są zaprojektowane do częściowego lub całkowitego pokrycia ciała. W ten sposób bionika Ekson w pełni obejmuje ciało do ogólnej pomocy. Podczas gdy CX Soft Back będzie koncentrować się na obsłudze lędźwiowej.Ponadto niektóre egzoszkielety mają regulowane systemy do adaptacji do wszystkich morfotypów. Dlatego, niezależnie od morfologii użytkownika, egzoszkielet zapewnia optymalny komfort i wsparcie.
Wniosek
Historia i spektakularna ewolucja egzoszkielety pokazać, jak te urządzenia były w stanie zaspokoić potrzeby użytkowników w czasie. Ich koncepcja z pewnością wymagała dużego wysiłku, porażki i woli uzyskania egzoszkielety, które wszyscy znamy dzisiaj.Składniki egzoszkielety odegrały istotną rolę w ich funkcjonowaniu i skuteczności. Trwają jednak badania nad poprawą tych inteligentnych prototypów, które mają odwagę stawić czoła niepełnosprawności wielu osób i wydajności w środowisku przemysłowym.Czy składniki egzoszkielety mogą ewoluować? Tylko przyszłość nam powie, ale istnieje duża szansa, że będzie to pozytywne.Ciekawi cię, że wiesz więcej o naszym egzoszkielety? Idź do nasz blog Hej!
