Дуэт мягкого и жесткого — необычная
перчатка из
Новой Зеландии• Новая Зеландия
Дуэт мягкого и жесткого — необычная перчатка из Новой Зеландии• Новая Зеландия
Уровень сложности
Средний
Время на прочтение
11 мин
Количество просмотров
190
Блог компании FirstVDS Биология Научно-популярное Читальный зал
Обзор
Экзоскелеты — специфические устройства. Одним они дают дополнительные силы,
выносливость, другим — буквально помогают «встать на ноги». Разобраться в
многообразии экзоскелетов• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет не так то просто. Тем более, что каждый виток
научно-технического прогресса• Социология » Социальная эволюция » Производственные революции » Научно-техническая революция оставляет позади себя множество устройств: как
лабораторных прототипов, так и полноценных коммерческих моделей. Это
происходит в силу разных причин — от финансирования до амбиций и навыков
команды.
Наша статья поможет разобраться в основах экзоскелетов• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет и расскажет про
уникальную перчатку, которая объединила разные инженерные подходы.
Ранее мы уже уже рассказывали о перспективных экзоскелетах , сравнивая
классические «жесткие» модули с мягкими экзокостюмами. Сегодня эта тема
получила продолжение. Перчатка, о которой мы хотим рассказать, — интересный
баланс между жесткими и мягкими решениями. Но, прежде, чем разбирать нюансы,
вспомним основы (на всякий случай• Филология » Лингвистика » Русский язык » Русские фразеологизмы » На Всякий Случай, если забыли. Или не знали).
Экзоскелет• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет. Основы
Экзоскелеты представляют собой устройства, которые прикрепляются к телу
человека и выполняют две основные функции или одну из них:
Расширяют физические возможности здорового оператора.
Компенсируют утраченные функции у носителя, который по каким-то причинам
ограничен в своих действиях. И если с задачами устройств все прозаично, то в
их видах возможна путаница. Во-первых, все экзоскелеты можно разделить на
«мягкие» и «жесткие». Думаю, уже по названию можно прочувствовать разницу.
Но тем не менее, здесь требуется пояснение:
«Жесткий» экзоскелет• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет увеличивает силу человека-оператора, позволяя переносить
грузы без вреда для здоровья. Такой скелет состоит из жестких звеньев — то
бишь жесткие пластины конструкции соединены между собой шарнирами. Материал
соответствующий: керамика, металлы и т. д.
«Мягкие» экзокостюмы не превращают своего владельца в бодибилдера, но здорово
экономят силы во время марш-бросков или позволяют быстрее пробегать спортивную
дистанцию. В них уже нет жестких звеньев, но появляются совместимые материалы,
что делает экзокостюм более «податливым». Материалы и структура могут быть в
разы сложнее, чем у жестких экзоскелетов• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет. Например, были созданы полимеры с
памятью формы , которые состоят из двух разных компонентов: каркаса и
материала шарнира. При печати материал нагревается до температуры, превышающей
температуру стеклования материала шарнира. Это допускает деформацию материала
шарнира, не влияя при этом на материал каркаса.
В общем, костюм Дэдпула будет мягким экзоскелетом• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет, а Железного человека —
жестким:
Следующий параметр, по которому можно разделить экзоскелеты на группы — это
источник энергии. В зависимости от него экзоскелеты делятся на активные,
полуактивные и пассивные .
Интересно, что при этом мягкие экзоскелеты незаметно переходят в экзоскелеты
пассивного типа.
Активный экзоскелет• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет осуществляет движение за счет энергии аккумуляторов
сжатого воздуха или другого источника:
Пример активного экзоскелета• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет. Удержание двери выполняет лапка, работающая за
счет внутренних двигателей.
Пассивный экзоскелет• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет не нуждается во внешних источниках энергии. Принципы его
действия основаны на законах классической механики. Это устройство умеет
распределять нагрузку с помощью системы рычагов и противовесов.
Пример пассивного экзоскелета• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет. Нагрузка приходится на сами руки, источники
энергии здесь не нужны.
Категории мягких, жестких, пассивных и активных экзоскелетов• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет — понятия
растяжимые. Они регулярно пересекаются друг с другом, порождая уникальные
приборы.
Типы срабатывания приводов активных экзоскелетов• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет
Активные экзоскелеты также отличаются по типам срабатывания . Тип срабатывания
определяет, каким образом носимая робототехника• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника
• Технологии » Робототехника реагирует на триггер.
Самый примитивный вид — это активация моторов в ответ на нажатие кнопки. При
всей своей простоте этот метод не идеален, ведь в нем существует значительная
задержка. Другой путь — использовать физиологические параметры организма.
Например, следить за слабыми токами в мускулатуре• Медицина » Анатомия » Системы органов » Сустав » Мышечная система или даже головном мозге• Медицина » Анатомия » Системы органов » Нервная система » Мозг » Головной мозг.
Если сигнал превышает целевой порог, то экзоскелет• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет запускает стереотипный
скрипт движения. Тут всплывают новые проблемы: расположение датчиков,
интеграция сенсоров с организмом носителя, очистка сигнала от шума, а также
его перевод из цифровой формы в аналоговую.
Экзоскелеты бывают разные и предназначены они для большого спектра задач. Они
могут изготавливаться как для всего тела, так и для отдельных его частей. В
рамках данной статьи хотим рассказать об опыте разработки• Деятельность профессиональная, научная и техническая » Научные исследования и разработки экзоскелета• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет для
кисти руки. Это сложное инженерное решение, особенностью которого является
наличие (неожиданно) пальцев• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия. Они должны иметь возможность совершать полезную
работу и при этом не ограничивать подвижность самой кисти. Ограничение
подвижности — одна из самых главных проблем «экзоскелетостроения».
Классический экзоскелет• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет для руки функционирует на основе рычагов с
сервомоторами. Перчатка притягивает пальцы• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия за счет тросов. Их двигательные
элементы могут располагаться где угодно. Главное — провести струну от
двигателя до точки крепления. Это — сухожильные приводы.
Относительно новый и весьма перспективный вариант — использовать
пневматические актуаторы ☑ . Они похожи на воздушные баллоны, которые
заполняются газом и обеспечивают развитие механического усилия.
Подобным образом работают актуаторы экскаваторов, только вместо воздуха
используется гидравлика:
У него были гидравлические актуаторы…
Сухожильные приводы и надувные баллоны (пневматические актуаторы) — это
инженерные решения, которые обладают своими достоинствами и недостатками.
Пневматические актуаторы легко адаптируются под выполнение конкретной задачи.
При этом актуатор, чьи стенки сложены из растяжимого эластомера, подвержены
износу, что может приводить к раннему выходу прибора из строя.
Сухожильные приводы. Таким решением, например, являются приводы с тросами
Боудена . Они лишены этих недостатков. Они более компактные. Нерастяжимая
струна всегда ведет себя одинаково и может передавать большее усилие, чем
надувной баллон. Однако все это о классических экзоскелетах. Как правило,
многое хорошее рождается на стыке и при помощи компромиссов для решения новых
задач.
Гибридная роботизированная перчатка , о которой мы рассказываем далее,
выступает любопытным компромиссом между силой и ловкостью. Ее строение
унаследовало эффективность тросов и высокую податливость мягких приводов. Но
сначала еще одно небольшое отступление.
Почему именно перчатка и зачем она нужна?
Рука — орган, благодаря которому человек может взаимодействовать с окружающей
средой. По факту, в бытовой жизни мы регулярно берем какой-то предмет и
совершаем работу с его помощью.
То, насколько важны руки, становится видно после травм, болезней• Медицина » Заболевания или
нейродегенеративных расстройств. Рассеянный склероз• Медицина » Заболевания » Заболевания нервной системы » Рассеянный склероз
• Медицина » Заболевания » Нервные заболевания » Рассеянный склероз
• Медицина » Заболевания » Списки заболеваний » Рассеянный склероз
• Медицина » Заболевания » Аутоиммунные заболевания » Рассеянный склероз
• Медицина » Клинические разделы медицины » Неврология » Рассеянный склероз, повреждения спинного
мозга• Медицина » Нейробиология » Спинной мозг
• Медицина » Анатомия » Системы органов » Нервная система » Мозг » Спинной мозг
• Медицина » Клинические разделы медицины » Неврология » Спинной мозг, всевозможные инсульты• Медицина » Заболевания » Заболевания нервной системы » Инсульт и артриты — негативные факторы, под влиянием
которых нарушается работа рук. Проблемы таких людей вовсе не заканчиваются с
вылеченной болезнью• Медицина » Заболевания. Мало устранить жизнеугрожающий фактор: важно провести
реабилитацию. В таких случаях многим пациентам приходится заново осваивать
собственные руки!
И здоровому человеку подобный ручной экзоскелет• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет вряд ли пригодится. Другое
дело, что существует категория людей с нарушениями нервно-мышечной
проводимости, например, те, кто перенес травму или инсульт• Медицина » Заболевания » Заболевания нервной системы » Инсульт. Реабилитация таких
пациентов — процесс долгий и сложный. Чем быстрее человек восстановит
эффективные движения в руках, тем проще ему будет адаптироваться к обычной
жизни. Возможность сразу пользоваться кистью значительно ускоряет как само
лечение, так и восстановление после болезни• Медицина » Заболевания.
«Импортозамещение• Экономика » Мировая экономика » Международная торговля » Импортозамещение
• Экономика » Международная торговля » Импортозамещение
• Политика » Геополитика » Международные отношения » Международная торговля » Импортозамещение
• Политика » Экономическая политика » Импортозамещение
• Торговля » Международная торговля » Импортозамещение»
Использование экзоскелетов• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет для восстановления подвижности человеческого тела
не ограничивается данной перчаткой. Российская компания• Россия » Предприятия России «ExoAtlet» разработала
(внимание) экзоатлет , который является, пожалуй, самым известным экзоскелетом• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет
в РФ• Россия и применяется для реабилитации людей после инсульта• Медицина » Заболевания » Заболевания нервной системы » Инсульт.
Цель реабилитации — привить человеку навыки самообслуживания. Они состоят из
того, что в англоязычной литературе звучит как « Activities of Daily Living »
— наборов стереотипных действий, из которых складывается любой осмысленный
акт.
Когда ученые• Объект человек » Люди по роду занятий » Учёный стали классифицировать ADL, то пришли ко вполне ожидаемому
выводу: многие движения «заточены» под отведение большого пальца• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец или
разведение фаланг. В этом есть не только практический, но и эволюционный
смысл. Человек освоил орудийную деятельность во многом благодаря тому, что
ладонь способна динамически менять свою геометрию, захватывая предметы разных
габаритов и форм.
Авторы разработки• Деятельность профессиональная, научная и техническая » Научные исследования и разработки заявляют, что их детище заметно улучшило показатели хвата и
облегчило выполнение бытовых действий у людей-добровольцев, страдающих
функциональными расстройствами кисти. Перейдем же к перчатке, гвоздю
сегодняшней статьи.
Новозеландская перчатка: что за устройство на что она способна?
Перчатка была разработана учеными• Деятельность профессиональная, научная и техническая » Научные исследования и разработки
• Объект человек » Люди по роду занятий » Учёный из Новой Зеландии• Новая Зеландия в сотрудничестве с учеными• Объект человек » Люди по роду занятий » Учёный
из Гарвардского университета• Объект организация » Организации по алфавиту » Организации на Га » Гарвардский университет. Главной задачей была разработка• Деятельность профессиональная, научная и техническая » Научные исследования и разработки легкого и
доступного экзоскелета• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет руки, пригодного для помощи людям, страдающим
заболеваниями• Медицина » Заболевания опорно-двигательного аппарата• Медицина » Анатомия » Анатомия животных » Опорно-двигательная система
• Медицина » Анатомия » Системы органов » Сустав » Скелет человека » Опорно-двигательная система
• Медицина » Терапия (лечение) » Ортопедия » Опорно-двигательная система
• Медицина » Клинические разделы медицины » Ортопедия » Опорно-двигательная система, а также неврологическими
расстройствами• Медицина » Клинические разделы медицины » Неврология » Неврологические Расстройства. Существующие на тот момент решения не обеспечивали нужной
ловкости (такой, как у здоровой человеческой руки). Потому был выбран путь
объединения лучших характеристик жесткого и мягкого экзоскелетов• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет — создание
гибрида.
Использование этой перчатки позволяет человеку с ограничениями подвижности
кисти восстанавливать свои способности и увеличивать силу хвата. Это может
помочь в реабилитации нейродегенеративных заболеваний• Медицина » Заболевания » Заболевания нервной системы, расстройствах мышечной
системы• Медицина » Анатомия » Системы органов » Сустав » Мышечная система, а также при обучении человека работе рукой после инсульта• Медицина » Заболевания » Заболевания нервной системы » Инсульт. Таким
образом, перчатка выполняет функции медицинского реабилитационного прибора.
Поговорим о том, как она работает.
Гибридная экзоперчатка умеет считывать электрическую активность мышц и
планировать движение на основе полученных данных. Пневматические актуаторы,
раздвигающие пальцы• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия, роднят этот прибор с мягкими экзоскелетами• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет. Хват ладони
обеспечивается втягиванием струн, вдохновленных теми самыми тросами Боудена .
Разгибание происходит благодаря эластичным вставкам на тыльной поверхности
перчатки. За счет упругости материала весь процесс можно назвать пассивным.
Особенность этой кисти - наличие шестого пальца• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия в основании ладони. Он
позволяет создать дополнительную зону для удержания предметов, что может быть
особенно актуально для людей, которым еще трудно контролировать движение своей
кисти.
Современные экзоскелеты прекрасно умеют усиливать хват и подходят для
реабилитации. Для этого не нужны космические технологии• Космонавтика » Космические технологии: хватит
исполнительного блока, системы управления и элементов питания. Однако все
представленные ранее решения имеют ограничения по зонам свободы, т.е. их
пальцы• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия не могут двигаться также, как и пальцы• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия здорового человека. Жесткие
экзоскелеты не позволяют сделать это. А перчатка в виду того, что имеет
элементы мягкого экзоскелета• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет, позволяет совершать полную амплитуду движений с
высокой жесткостью силовых элементов.
Но это еще не все. У этой перчатки есть особенность (куда без них в
инновационных приборах?). Шестой палец• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия. Это может показаться странным, но
людям с ограниченными возможностями• Медицина » Инвалидность хвата может не хватать точек удержания
предмета.
Эта надувная подушка и есть дополнительный большой палец• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
Для здорового человека взять в руки предмет — простая задача, при которой
активно используется большой палец• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец, дающий широкие возможности для ограничения
зоны свободы перемещения предмета, который мы хотим взять. У людей с
ограниченными возможностями большой палец• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец может двигаться слабо либо не
двигаться вовсе. В результате предмет выпадает из руки. Попробуйте взять
что-то в руку, не задействуя большой палец• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец. Удобно?
Из этих рассуждений проистекает логичный вывод: чем больше точек контакта руки
и предмета, тем стабильнее выполненный захват. Именно поэтому разработчики• Объект человек » Люди по роду занятий » Учёный
добавляют шестой палец• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия.
Как работает кистевой экзоскелет• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет. Вопросы механики. Элементы кистевого
экзоскелета• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет
Роботизированная перчатка состоит из 2 критически важных систем:
Мягкой перчатки.
Блока управления. Мягкая перчатка размещает на себе крепления для тросиков,
актуаторов и самого шестого пальца• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия. На кончиках пальцев• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия располагаются 5 мягких
опор для искусственных сухожилий. Дополнительные структуры с такими же
механическими свойствами позволяют менять геометрию струн во время сложных
движений. Деформируемые крепления позволяют носителю чувствовать, какой
предмет он держит в руке. Ее можно было бы назвать каркасом экзоскелета• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет, но
это будет не совсем верно, поскольку каркас жесткий и ограничивает свободу
движений, а перчатка, напротив, мягкая. На тыльной стороне перчатки
располагаются кнопки для управления.
Исполнительный механизм кистевого экзоскелета• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет состоит из 6 искусственных
сухожилий и 4 пневматических приводов. На запястье расположена панель с
несколькими кнопками для адаптивного контроля над работой механики.
Вторая важная часть перчатки это — блок управления. Как вы понимаете, кисть
здорового человека приводится в движение мышцами, расположенными внутри руки.
А сами мышцы управляются нервами• Медицина » Анатомия » Системы органов » Нервная система » Нерв
• Медицина » Гистология » Нерв
• Медицина » Нейробиология » Нерв и мозгом• Медицина » Анатомия » Системы органов » Нервная система » Мозг. Для того, чтобы привести в действие
перчатку необходимо найти замены мышцам и нервной системе• Медицина » Анатомия » Системы органов » Нервная система. Для этого и
существует блок управления. В нем располагаются электродвигатели для натяжения
струн и воздушные компрессоры для управления актуаторами. Всеми этими
исполнительными устройствами управляет микроконтроллер• Электроника » Электронные компоненты » Интегральные схемы » Цифровые интегральные схемы » Микроконтроллеры, располагающийся в этом
же блоке. Кроме того, там находится плата усилителя миографического сигнала и
аккумулятор.
Для того, чтобы передавать механическое усилие из блока управления к перчатке
используется набор трубок, внутри которых проходят тросики и сжатый воздух:
Главные особенности гибридной перчатки — это тросовая система для сгибания
пальцев• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия, надувные приводы для их разведения и телескопический большой палец• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец,
обеспечивающий стабилизацию хвата. Носимые механизмы соединены с блоками
управления, через которые достигается контроль над исполнительными частями
устройства.
Работа привода. Сама по себе перчатка имеет лишь несколько считывающих
миографических электродов. Они нужны для распознавания электрических сигналов
на поверхности мышц. Человек, напрягая мышцу, создает в ней слабый
электрический ток• Физика » Электричество » Электрический ток, который и определяется датчиком. Таким образом, напрягая и
расслабляя мышцу человек может отправлять команды в блок управления перчатки.
Именно по данной команде блок «понимает», когда нужно совершить действие, а
когда — нет.
И тут есть нюанс, который является головной болью в области управления
экзоскелетами• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника » Экзоскелет
• Технологии » Робототехника » Экзоскелет и бионическими протезами• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Протезирование инвалидов• Медицина » Инвалидность. Он заключается в том, что
простым считыванием сигнала с нескольких мышц невозможно запрограммировать
устройство на выполнение такого же разнообразия движений, какое есть у
здорового человека. Но есть костыльные решения проблемы. Если снабдить
перчатку кнопками переключения режимов работы, то одним и тем же управляющим
сигналом с мышцы можно будет расширять разнообразие движений перчатки. Способ
неудобный, но увы. На тыльной стороне перчатки есть набор кнопок, нажимая
которые можно поменять режим работы.
Ох уж эти прототипы с одноцветными кнопками. Чтобы пользователь не
перестарался и не разрушил захваченный предмет, компьютеризированная периферия
непрерывно анализирует мощность каждого двигателя.
Из чего состоит шестой палец• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия и как его изготавливают?
Создавая дополнительный большой палец• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец, ученые• Объект человек » Люди по роду занятий » Учёный вдохновлялись принципами
«мягкой» робототехники• Информационные технологии » Информационно-коммуникационные технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника
• Информационные технологии » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника
• Высокие технологии » Информационные технологии и телекоммуникации » Искусственный интеллект » Использование искусственного интеллекта » Робототехника
• Технологии » Робототехника. Основа этой структуры — два эластомера из уретановой
резины. Первый и самый толстый слой считается базовым. Второй, формирующий
выдвижную структуру, больше подложки на 2 мм. Третий слой резины заполняет
зазоры и обеспечивает герметичность всей конструкции. Палец• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия выдвигается из
ладони при подаче сжатого воздуха. Максимально он может выдвигаться на
расстояние до 8 см.
Небольшая толщина актуатора и его изменяемая геометрия позволяют выполнять
всевозможные захваты. Когда речь идет о действиях, где дополнительный палец• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия
бывает полезным, в ход идет округлая форма раздуваемого баллона.
На рисунке изображена схема строения выдвигающегося пальца• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия.
Достоинства и недостатки прибора
В целом для здоровых людей такая перчатка не имеет никаких дополнительных
преимуществ. Ее уникальность и польза заключается в том, что научная группа• Деятельность профессиональная, научная и техническая » Научные исследования и разработки
сделала небольшой шажочек в области практической разработки• Деятельность профессиональная, научная и техническая » Научные исследования и разработки устройств с
диаметрально разными характеристиками, а именно: мягкой и гибкой перчатки с
элементами жесткого привода.
С практической точки зрения перчатка возможно действительно может быть полезна
людям, для которых совершение, казалось бы, простых движений является сложной
задачей. В любом случае без подобных исследований мы не можем надеяться на то,
что в будущем появятся такие же классные решения, как экзокостюмы из Crysis ,
например.
Еще хотелось бы отметить, что несмотря на гибкую конструкцию, авторам удалось
обеспечить как сгибание, так и разгибание трех человеческих пальцев• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец
• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия (за
исключением безымянного и мизинца). Это непростая задача даже для дорогих
жестких бионических протезов• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Протезирование. Возможно, в будущем, эти наработки мы все же
увидим в реальной практике. Что касается шестого пальца• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Аномалии Развития » Полидактилия — вероятно, это
полезный атрибут. И, как заявляют авторы, его использование увеличивает
надежность хвата на 78% (по сравнению хвата людей с ограничениями в
движениях). Хотя и неизвестно, насколько удобно им вообще пользоваться.
Ожидания и модели, как правило, отличаются от реальности.
Недостатков же больше, чем достоинств (по нашему мнению). И самым главным
является сложность управления, когда каждое движение нужно программировать,
прежде, чем его совершить. Впрочем, как было сказано ранее, на данный момент
это самое распространенное решение для управления, например, бионическими
протезами• Медицина » Клинические разделы медицины » Хирургия » Протезирование. Конечно, есть возможность увеличения количества движений, которые
не нужно программировать. Но это требует размещения на руке большого
количества миографических электродов и обучения классификатора движений,
который будет уникальным для каждого пользователя. Это и является основным
препятствием для устранения недостатков.
Таков мир. Реальность может не совпадать с ожиданиями и проектированием. Тем
не менее, свою лепту и пользу новозеландская перчатка внесла. Эта разработка• Деятельность профессиональная, научная и техническая » Научные исследования и разработки —
лишь небольшой пример обширной и нужной, даже несколько футуристичной области.
Источники:
1. Lucas Gerez; Anany Dwivedi; Minas Liarokapis A Hybrid, Soft Exoskeleton
Glove Equipped with a Telescopic Extra Thumb• Филология » Семиотика » Знаковые Системы » Невербальное общение » Жест » Большой палец and Abduction Capabilities по
данным портала https://ieeexplore.ieee.org/document/9197473 ;
2. Дополнительная информация приведена в виде гиперссылок;
3. Все изображения взяты из открытых источников и принадлежат
правообладателям;
Авторы: Никита Игнатенко, Анастасия Лазукина.
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
— 15% на все тарифы VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS
