ЮЗГУ разрабатывает экзоскелет для армии

Второй международный военно-технический форум «Армия-2016» пройдет только в начале сентября, однако уже сейчас участники этого мероприятия анонсируют новые разработки, которым предстоит стать элементами экспозиции. Примечательно, что помимо предприятий оборонной промышленности в будущем форуме примут участие различные иные организации, в том числе высшие учебные заведения. Так, Юго-Западный государственный университет (г. Курск) должен будет показать новый вариант экзоскелета, разработанный для использования в войсках.

В конце ноября прошлого года ректор ЮЗГУ Сергей Емельянов рассказал прессе, что в ближайшее время университет и министерство обороны планируют подписать договор о сотрудничестве. Военное ведомство заинтересовалось разработками специалистов университета и выразило желание курировать новые работы в этой области. В порядке взаимовыгодного сотрудничества Минобороны планировало поддержать новые проекты, в том числе и в финансовом отношении.


На создание новой версии экзоскелета, предназначенной для использования военными, планировалось потратить несколько месяцев. Уже в 2016 году предполагалось представить прототип системы тяжелого класса. Утверждалось, что первый вариант тяжелого экзоскелета для армии, по желанию заказчика, будет создаваться в транспортном варианте. Система для использования в боевых условиях пока не разрабатывается по ряду причин.

ЮЗГУ разрабатывает экзоскелет для армии
Один из экзоскелетов, разработанных в ЮЗГУ. Фото Swsu.ru


По имеющимся данным, ЮЗГУ начал работу в области экзоскелетов в 2014 году. Получение гранта Российского научного фонда позволило университету организовать отдельную лабораторию для изучения и конструирования новой техники. На базе кафедры механики, мехатроники и робототехники открылась лаборатория «Современные методы и робототехнические системы для улучшения среды обитания человека».

Одним из главных направлений работы лаборатории стало исследование вопросов создания биоинженерных мехатронных устройств, предназначенных для реабилитации людей с ограниченными возможностями, либо для улучшения физических качеств человека. Основным способом решения подобных задач является создание экзоскелетов необходимого облика с требуемыми характеристиками.

Экзоскелет представляет собой систему в виде каркаса, набора приводов и устройств управления, которую человек может надеть на себя подобно иному специальному снаряжению. За счет особых принципов работы системы управления, контролирующей приводы, экзоскелет может брать на себя основные нагрузки, уменьшая физическое воздействие на человека. Подобные возможности системы позволяют увеличить физическую силу оператора при осуществлении тех или иных операций, либо компенсировать имеющиеся проблемы опорно-двигательного аппарата, давая возможность нормального передвижения.

Экзоскелеты рассматриваются в качестве перспективных средств, которые могут найти широкое применение в разных сферах. Прежде всего, такие системы интересуют военных, поскольку позволяют заметно повысить возможности солдата на поле боя и в тылу. За счет экзоскелетов можно увеличить размеры носимого боекомплекта или использовать более тяжелое оружие. Кроме того, упрощается выполнение погрузочно-разгрузочных операций. В медицинской сфере экзоскелеты могут использоваться в качестве эффективного средства реабилитации.

С использованием имеющихся наработок и новых идей сотрудникам лаборатории всего за несколько месяцев удалось создать ряд проектов новой техники реабилитационного назначения. Прежде всего, специалисты уделили внимание легким системам медицинского назначения. При этом сотрудникам лаборатории ЮЗГУ пришлось провести достаточно объемную работу по изучению особенностей работы экзоскелета и его систем управления. Решение подобных задач позволило продолжить работы.

Уже весной 2015 года был представлен и испытан первый вариант легкого экзоскелета, взаимодействующего с нижними конечностями пользователя. Возможности этого устройства позволяют на 30-50% увеличить силу опорно-двигательного аппарата человека. Подобные характеристики позволяют экзоскелету помогать двигаться пожилым людям или лицам с различными травмами. В таком случае приводы экзоскелета могут брать на себя часть нагрузки, разгружая мышцы пользователя.

К осени прошлого года в ЮЗГУ был создан целый комплекс средств, предназначенных для решения различных задач. В рамках этого комплекса предлагаются три изделия схожей конструкции, но с различными характеристиками и разным предназначением. Новые проекты создавались для решения научных задач, а также для возможного использования на практике. Для этого три экзоскелета отличались приборным оснащением.

Первое изделие семейства – т.н. пассивный экзоскелет ExoMeasure. Он представляет собой каркас сложной «анатомической» конструкции с набором датчиков, отслеживающих взаимные перемещения отдельных деталей. Таким образом, при движении человека, использующего этот экзоскелет, автоматика производит фиксацию всех перемещений. Подобная техника предлагалась для использования в научных целях, для изучения особенностей механики человеческого тела.

Второй вариант экзоскелета получил название ExoLite. Эта система представляет собой т.н. набедренный экзоскелет, предназначенный для дублирования и усиления ног пользователя. Такое устройство получило несколько шарниров и приводов в разных частях, что позволяет человеку вставать, садиться, ходить и подниматься по лестнице, используя частичную разгрузку опорно-двигательного аппарата.

Третий экзоскелет, созданный в конце прошлого года, назвали ExoHeavy. Это устройство призвано дублировать ноги пользователя, а также использует систему поддержки спины. При помощи этого оснащения экзоскелет позволяет вставать, садиться и ходить человеку, даже не имеющему возможности перемещаться самостоятельно ввиду недостаточной силы собственных мышц. Также система ExoHeavy позволяет пользователю переносить дополнительный груз весом до 80 кг.


Согласно планам конца осени прошлого года, экзоскелеты ExoMeasure и ExoLite должны были выйти на испытания в начале 2016 года. После проверок в условиях университетской лаборатории предлагалось испытать эти системы и установить их потенциал в деле реабилитации реальных больных. Этот этап испытаний должен был проводиться на базе курского центра функциональной реабилитации «Аквила». Центр имеет опыт работы с людьми, страдающими от различных двигательных расстройств. Новая техника разработки ЮЗГУ должна была позволить им повысить эффективность реабилитации пациентов.

В конце прошлого года разработчики новых систем рассказали о своих производственных возможностях. По словам заведующего лабораторией, занимающейся экзоскелетами, Андрея Яцуна, возможность университета позволяют наладить серийное производство новых систем с выпуском до десяти изделий в год. Стоимость серийного экзоскелета оценивается в 700-800 тыс. рублей. А. Яцун отметил, что аналогичные системы, разработанные другими отечественными университетами и планируемые к выпуску в конце 2016 года, будут стоить около 1,5 млн рублей.


Система ExoAtlet от МГУю Фото Utro.ru


Опытные образцы новых экзоскелетов, разработанных курским университетом, используются в лабораторных исследованиях и в испытаниях, а кроме того, становятся экспонатами выставок. Так, в декабре прошлого года разработки лаборатории «Современные методы и робототехнические системы для улучшения среды обитания человека» были представлены на выставке ВУЗПРОМЭКСПО-2015. Тогда утверждалось, что новая система может буквально поставить на ноги даже инвалидов первой группы.

За несколько дней до начала декабрьской выставке представители ЮЗГУ рассказали о грядущем подписании контракта с министерством обороны, в соответствии с которым будет разработана новая версия экзоскелета, предназначенная для эксплуатации войсками. Военное ведомство выразило желание оказать финансовую поддержку проекту. По имеющимся данным, сначала по заказу министерства обороны будет создана система, улучшающая физические возможности пользователя. Такой экзоскелет можно будет использовать в транспортных целях, а также при выполнении погрузочных работ. В дальнейшем возможно появление аналогичной системы, предназначенной для использования непосредственно в боевых действиях и имеющей соответствующие особенности конструкции.

В настоящее время в нашей стране разрабатываются несколько новых проектов экзоскелетов различного назначения. К примеру, первой подобной системой, вышедшей на рынок, может стать разработка специалистов Московского государственного университета под названием ExoAtlet. Устройство общим весом 12 кг позволит пользователю передвигаться, даже имея нарушения работы опорно-двигательного аппарата, а также переносить груз весом 70-100 кг. Уже разработана специальная модификация этого экзоскелета, способная оснащаться 35-кг броневым щитом. Такой вариант устройства может заинтересовать военных и спасателей. Экзоскелет ExoAtlet будет доступен для заказа к концу текущего года.

В целом промышленность смотрит на будущее имеющихся проектов экзоскелетов с оптимизмом. Так, в апреле прошлого года руководитель направления медицинского оборудования Объединенной приборостроительной корпорации Александр Кулиш заявил, что поставку армейских экзоскелетов, значительно повышающих силу бойцов, стоит ожидать в течение следующих пяти лет. Таким образом, в самом ближайшем будущем может начаться освоение новой техники, которая может получить достаточно широкое распространение.

Облик армейского экзоскелета от ЮЗГУ пока неизвестен. Возможно, он будет похож на существующие разработки, однако следует ожидать большого отличия от них. Известно, что образец такой техники будет показан в начале сентября в ходе выставки «Армия-2016». Тем не менее, возможно, что «премьера» этой системы состоится раньше. Так или иначе, министерство обороны может рассчитывать на появление новой специальной техники, позволяющей повысить возможности солдат при решении тех или иных задач.


По материалам сайтов:
https://swsu.ru/
http://5-tv.ru/
http://dddkursk.ru/
http://vz.ru/
http://utro.ru/
Автор:
Рябов Кирилл
Ctrl Enter

Заметили ошЫбку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

19 комментариев
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо зарегистрироваться.
Уже зарегистрированы? Войти