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हालाँकि हम हाल ही में एक्सोस्केलेटन के बारे में अधिक से अधिक सुन रहे हैं, लेकिन यह पता चला है कि इस आविष्कार का इतिहास उन्नीसवीं शताब्दी का है। पता लगाएं कि पिछले दशकों में यह कैसे बदल गया है और इसके विकास में महत्वपूर्ण मोड़ क्या दिखे।
1. निकोलाई यज्ञा के पेटेंट से चित्रण
1890 - एक्सोस्केलेटन बनाने के लिए पहला अभिनव विचार 1890वीं सदी का है। 420179 में, निकोलस यागन ने संयुक्त राज्य अमेरिका में पेटेंट कराया (पेटेंट संख्या यूएस XNUMX ए) "चलने, दौड़ने और कूदने की सुविधा के लिए एक उपकरण" (1). यह लकड़ी से बना कवच था, जिसका उद्देश्य कई किलोमीटर के मार्च के दौरान एक योद्धा की गति को बढ़ाना था। यह डिज़ाइन इष्टतम समाधान की आगे की खोज के लिए प्रेरणा का स्रोत बन गया।
1961 - 60 के दशक में, जनरल इलेक्ट्रिक ने कॉमेल विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के एक समूह के साथ मिलकर एक इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक सूट के निर्माण पर काम शुरू किया जो मानव व्यायाम का समर्थन करता है। मैन ऑग्मेंटेशन प्रोजेक्ट पर सेना के साथ सहयोग से हार्डीमैन का विकास हुआ (2). परियोजना का लक्ष्य एक ऐसा सूट बनाना था जो किसी व्यक्ति की प्राकृतिक गतिविधियों की नकल करेगा, जिससे वह लगभग 700 किलोग्राम वजन वाली वस्तुओं को उठा सके। सूट का वजन भी उतना ही था, लेकिन वास्तविक वजन केवल 20 किलो था।
2. जनरल इलेक्ट्रिक हीट एक्सचेंजर प्रोटोटाइप
परियोजना की सफलता के बावजूद, यह पता चला कि इसकी उपयोगिता नगण्य थी, और प्रारंभिक प्रतियां महंगी होंगी। उनके सीमित गतिशीलता विकल्पों और जटिल बिजली प्रणालियों ने अंततः इन उपकरणों को अनुपयोगी बना दिया। परीक्षण के दौरान, यह पाया गया कि हार्डीमैन केवल 350 किलोग्राम वजन उठा सकता है, और जब लंबे समय तक उपयोग किया जाता है, तो इसमें खतरनाक, असंगठित हरकत करने की प्रवृत्ति होती है। प्रोटोटाइप के आगे के विकास से केवल एक हाथ को छोड़ दिया गया था - डिवाइस का वजन लगभग 250 किलोग्राम था, लेकिन यह पिछले एक्सोस्केलेटन की तरह ही अव्यवहारिक था।
70-एँ। "अपने आकार, वजन, अस्थिरता और बिजली की समस्याओं के कारण, हार्डीमैन कभी उत्पादन में नहीं गया, लेकिन औद्योगिक मैन-मेट ने 60 के दशक से कुछ तकनीक का इस्तेमाल किया। तकनीक के अधिकार वेस्टर्न स्पेस एंड मरीन द्वारा खरीदे गए थे, जिसकी स्थापना जीई इंजीनियरों में से एक ने की थी। उत्पाद को और विकसित किया गया है और आज एक बड़े रोबोटिक आर्म के रूप में मौजूद है जो बल प्रतिक्रिया का उपयोग करके 4500 किलोग्राम तक उठा सकता है, जिससे यह इस्पात उद्योग के लिए आदर्श बन जाता है।
3. सर्बिया में मिहाजलो पुपिन संस्थान में निर्मित एक्सोस्केलेटन।
1972 - प्रारंभिक सक्रिय एक्सोस्केलेटन और ह्यूमनॉइड रोबोट सर्बिया में मिहेलो पुपिन संस्थान में प्रोफेसर के नेतृत्व में एक समूह द्वारा विकसित किए गए थे। मिओमिर वुकोब्रतोविच। सबसे पहले, पक्षाघात से पीड़ित लोगों के पुनर्वास का समर्थन करने के लिए पैर की गति प्रणाली विकसित की गई है (3). सक्रिय एक्सोस्केलेटन विकसित करते समय, संस्थान ने मानव चाल का विश्लेषण और नियंत्रण करने के तरीके भी विकसित किए। इनमें से कुछ प्रगति ने आज के उच्च-प्रदर्शन वाले ह्यूमनॉइड रोबोट के विकास में योगदान दिया है। 1972 में, बेलग्रेड के एक आर्थोपेडिक क्लिनिक में पैराप्लेजिक्स के लिए वायवीय ड्राइव और इलेक्ट्रॉनिक प्रोग्रामिंग के साथ एक सक्रिय एक्सोस्केलेटन का परीक्षण किया गया था।
1985 "लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी में एक इंजीनियर पिटमैन नामक एक एक्सोस्केलेटन का निर्माण कर रहा है, जो पैदल सैनिकों के लिए पावर कवच है। डिवाइस का नियंत्रण सेंसर पर आधारित था जो एक विशेष हेलमेट में रखे खोपड़ी की सतह को स्कैन करता है। उस समय की प्रौद्योगिकी की क्षमताओं को देखते हुए, यह निर्माण के लिए बहुत जटिल डिजाइन था। सीमा मुख्य रूप से कंप्यूटरों की अपर्याप्त कंप्यूटिंग शक्ति थी। इसके अलावा, उस समय मस्तिष्क के संकेतों को संसाधित करना और उन्हें एक्सोस्केलेटन आंदोलनों में परिवर्तित करना तकनीकी रूप से व्यावहारिक रूप से असंभव था।
4. मोंटी रीड द्वारा डिजाइन किया गया लाइफसूट एक्सोस्केलेटन।
1986 — मोंटी रीड, अमेरिकी सेना का सिपाही जिसने स्काइडाइविंग के दौरान अपनी रीढ़ की हड्डी को फ्रैक्चर कर लिया था, एक उत्तरजीविता सूट एक्सोस्केलेटन विकसित करता है (4). वह रॉबर्ट हेनलेन के विज्ञान कथा उपन्यास स्टारशिप ट्रूपर्स में मोबाइल पैदल सेना सूट के वर्णन से प्रेरित थे, जिसे उन्होंने अस्पताल में ठीक होने के दौरान पढ़ा था। हालाँकि, रीड ने 2001 तक अपने डिवाइस पर काम शुरू नहीं किया था। 2005 में, उन्होंने सिएटल, वाशिंगटन में सेंट पैट्रिक डे रेस में एक प्रोटोटाइप 4,8-गेज एस्केप सूट का परीक्षण किया। डेवलपर का दावा है कि उसने रोबोट सूट में चलने की गति का रिकॉर्ड बनाया है, जो 4 किमी/घंटा की औसत गति से 14 किलोमीटर की दूरी तय करता है। लाइफसूट 1,6 प्रोटोटाइप पूरी तरह से चार्ज होकर 92 किमी की यात्रा करने में सक्षम था और XNUMX किलोग्राम वजन उठाने में सक्षम था।
1990-वर्तमान - एचएएल एक्सोस्केलेटन का पहला प्रोटोटाइप योशीयुकी संकाई द्वारा प्रस्तावित किया गया था (5), प्रो. त्सुकुबा विश्वविद्यालय। संकाई ने 1990 से 1993 तक तीन साल बिताए, पैरों की गति को नियंत्रित करने वाले न्यूरॉन्स की पहचान करने में। उपकरण का प्रोटोटाइप बनाने में उन्हें और उनकी टीम को चार साल और लग गए। 22वीं सदी की शुरुआत में विकसित तीसरा एचएएल प्रोटोटाइप एक कंप्यूटर से जुड़ा था। बैटरी का वजन लगभग 5 किलोग्राम था, जिससे यह बहुत अव्यवहारिक हो गया। इसके विपरीत, बाद के मॉडल HAL-10 का वजन केवल 5 किलोग्राम था, और बैटरी और नियंत्रण कंप्यूटर उपयोगकर्ता की कमर के चारों ओर लिपटे हुए थे। एचएएल-XNUMX वर्तमान में जापानी कंपनी साइबरडाइन इंक द्वारा निर्मित एक चार-अंग वाला मेडिकल एक्सोस्केलेटन है (हालांकि निचले-अंग-केवल संस्करण भी उपलब्ध है)। त्सुकुबा विश्वविद्यालय के सहयोग से।
5. प्रोफेसर योशियुकी संकाई एक्सोस्केलेटन मॉडल में से एक प्रस्तुत करते हैं।
घर के अंदर और बाहर दोनों जगह लगभग 2 घंटे 40 मिनट तक काम करता है। भारी वस्तुओं को उठाने में मदद करता है। शरीर के अंदर कंटेनरों में नियंत्रण और ड्राइव तत्वों की व्यवस्था ने "बैकपैक" से छुटकारा पाना संभव बना दिया जो कि अधिकांश एक्सोस्केलेटन की विशेषता है, जो कभी-कभी एक बड़े कीट जैसा दिखता है। उच्च रक्तचाप, ऑस्टियोपोरोसिस और किसी भी हृदय रोग से पीड़ित लोगों को एचएएल का उपयोग करने से पहले डॉक्टर से परामर्श लेना चाहिए, और मतभेदों में पेसमेकर और गर्भावस्था शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं। एचएएल एफआईटी कार्यक्रम के हिस्से के रूप में, निर्माता बीमार और स्वस्थ दोनों लोगों के लिए एक्सोस्केलेटन के साथ चिकित्सीय सत्र का उपयोग करने की संभावना प्रदान करता है। डिजाइनर एचएएल का दावा है कि आधुनिकीकरण के अगले चरण का उद्देश्य एक पतला सूट बनाना होगा जो उपयोगकर्ता को स्वतंत्र रूप से घूमने और यहां तक कि दौड़ने की अनुमति देगा।
2000 - प्रो. एकसो बायोनिक में होमायून काज़ेरुनी और उनकी टीम एक यूनिवर्सल ह्यूमन कार्गो कैरियर, या एचयूएलसी (एचयूएलसी) विकसित कर रहे हैं।6) हाइड्रोलिक ड्राइव वाला एक वायरलेस एक्सोस्केलेटन है। इसका उद्देश्य लड़ाकू सैनिकों को 90 किमी/घंटा की अधिकतम गति के साथ लंबे समय तक 16 किलोग्राम तक वजन उठाने में मदद करना है। 26 फरवरी 2009 को AUSA शीतकालीन संगोष्ठी में जनता के लिए इस प्रणाली का अनावरण किया गया, जब लॉकहीड मार्टिन के साथ एक लाइसेंसिंग समझौता हुआ। इस डिज़ाइन में उपयोग की जाने वाली प्रमुख सामग्री टाइटेनियम है, जो उच्च यांत्रिक और ताकत गुणों वाली एक हल्की लेकिन अपेक्षाकृत महंगी सामग्री है।
एक्सोस्केलेटन सक्शन कप से सुसज्जित है जो इसे 68 किलोग्राम (उठाने वाला उपकरण) तक वजन वाली वस्तुओं को ले जाने की अनुमति देता है। बिजली की आपूर्ति चार लिथियम-पॉलीमर बैटरियों से की जाती है, जो 20 घंटे तक इष्टतम लोड पर डिवाइस के सामान्य संचालन को सुनिश्चित करती है। एक्सोस्केलेटन का परीक्षण विभिन्न युद्ध स्थितियों और विभिन्न भारों के साथ किया गया था। सफल प्रयोगों की एक श्रृंखला के बाद, 2012 के पतन में उन्हें अफगानिस्तान भेजा गया, जहां सशस्त्र संघर्ष के दौरान उनका परीक्षण किया गया। कई सकारात्मक समीक्षाओं के बावजूद, परियोजना को निलंबित कर दिया गया था। जैसा कि यह निकला, डिज़ाइन ने कुछ आंदोलनों को करना मुश्किल बना दिया और वास्तव में मांसपेशियों पर भार बढ़ा दिया, जिसने इसके निर्माण के सामान्य विचार का खंडन किया।
2001 - बर्कले लोअर एक्सट्रीमिटी एक्सोस्केलेटन (BLEEX) परियोजना, मूल रूप से मुख्य रूप से सेना के लिए अभिप्रेत है, चल रही है। इसके ढांचे के भीतर, व्यावहारिक महत्व के स्वायत्त समाधानों के रूप में आशाजनक परिणाम प्राप्त हुए हैं। सबसे पहले, पैरों को अतिरिक्त ताकत देने के लिए निचले शरीर से जुड़ा एक रोबोटिक उपकरण बनाया गया था। उपकरण को डिफेंस एडवांस्ड रिसर्च प्रोजेक्ट्स एजेंसी (DARPA) द्वारा वित्त पोषित किया गया था और बर्कले रोबोटिक्स एंड ह्यूमन इंजीनियरिंग लेबोरेटरी, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग के एक प्रभाग द्वारा विकसित किया गया था। बर्कले एक्सोस्केलेटन प्रणाली सैनिकों को न्यूनतम प्रयास और किसी भी प्रकार के इलाके जैसे भोजन, बचाव उपकरण, प्राथमिक चिकित्सा किट, संचार और हथियार के साथ बड़े पेलोड ले जाने की क्षमता देती है। सैन्य अनुप्रयोगों के अलावा, BLEEX वर्तमान में नागरिक परियोजनाओं का विकास कर रहा है। रोबोटिक्स और मानव इंजीनियरिंग प्रयोगशाला वर्तमान में निम्नलिखित समाधानों की जांच कर रही है: एक्सोहाइकर - एक्सोस्केलेटन मुख्य रूप से अभियान सदस्यों के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां भारी उपकरण परिवहन की आवश्यकता है, एक्सो क्लाइंबर - ऊंची पहाड़ियों पर चढ़ने वाले लोगों के लिए उपकरण, मेडिकल एक्सोस्केलेटन - विकलांग लोगों के लिए एक्सोस्केलेटन शारीरिक क्षमताएं। निचले अंग गतिशीलता विकार।
8. सरकोस एक्सओएस 2 प्रोटोटाइप क्रियान्वित
पाठ
2010 - एक्सओएस 2 प्रकट होता है (8) सार्कोस के एक्सओएस एक्सोस्केलेटन की निरंतरता है। सबसे पहले, नया डिज़ाइन हल्का और अधिक विश्वसनीय हो गया है, जिससे 90 किलोग्राम तक वजन वाले भार को स्थिर रूप से उठाना संभव हो गया है। यह डिवाइस एक साइबोर्ग जैसा दिखता है। नियंत्रण तीस एक्चुएटर्स पर आधारित है जो कृत्रिम जोड़ों की तरह काम करते हैं। एक्सोस्केलेटन में कई सेंसर होते हैं जो कंप्यूटर के माध्यम से एक्चुएटर्स को सिग्नल भेजते हैं। इस प्रकार, उपयोगकर्ता को कोई महत्वपूर्ण प्रयास महसूस किए बिना सुचारू और निरंतर नियंत्रण होता है। एक्सओएस का वजन 68 किलोग्राम है।
2011-वर्तमान - यूएस फूड एंड ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन (एफडीए) ने रीवॉक मेडिकल एक्सोस्केलेटन को मंजूरी दी है (9). यह एक ऐसी प्रणाली है जो पैरों को मजबूत करने के लिए शक्ति तत्वों का उपयोग करती है और पैराप्लेजिक्स को सीधे खड़े होने, चलने और सीढ़ियाँ चढ़ने की अनुमति देती है। ऊर्जा एक बैकपैक बैटरी द्वारा प्रदान की जाती है। नियंत्रण एक साधारण हाथ से पकड़े जाने वाले रिमोट कंट्रोल का उपयोग करके किया जाता है, जो उपयोगकर्ता की गतिविधियों का पता लगाता है और उन्हें ठीक करता है। यह सब इज़राइल के अमित गोफ़र द्वारा विकसित किया गया था और इसे रीवॉक रोबोटिक्स लिमिटेड (मूल रूप से अर्गो मेडिकल टेक्नोलॉजीज) द्वारा लगभग PLN 85 हजार में बेचा जाता है। डॉलर.
9. लोग रीवॉक एक्सोस्केलेटन में चलते हैं
रिलीज़ के समय, उपकरण दो संस्करणों में उपलब्ध था - रीवॉक I और रीवॉक पी। पहले का उपयोग चिकित्सा संस्थानों द्वारा एक चिकित्सा पेशेवर की देखरेख में अनुसंधान या चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए किया जाता है। रीवॉक पी घर पर या सार्वजनिक स्थानों पर रोगियों द्वारा व्यक्तिगत उपयोग के लिए है। जनवरी 2013 में, रीवॉक रिहैबिलिटेशन 2.0 का एक अद्यतन संस्करण जारी किया गया था। इससे लम्बे लोगों के लिए बैठने की स्थिति में सुधार हुआ और नियंत्रण सॉफ्टवेयर में सुधार हुआ। रीवॉक के लिए उपयोगकर्ता को बैसाखी का उपयोग करना आवश्यक है। हृदय संबंधी रोगों और हड्डियों की कमजोरी को मतभेद के रूप में उल्लेखित किया गया है। सीमाएँ 1,6-1,9 मीटर के भीतर ऊंचाई और 100 किलोग्राम तक शरीर का वजन भी हैं। यह एकमात्र एक्सोस्केलेटन है जिसमें आप कार चला सकते हैं।
10. पूर्व बायोनिक्स से eLEGS
2012 एकसो बायोनिक्स, जिसे पहले बर्कले बायोनिक्स के नाम से जाना जाता था, ने अपने मेडिकल एक्सोस्केलेटन का खुलासा किया। परियोजना दो साल पहले eLEGS (10), और इसका उद्देश्य पक्षाघात की अलग-अलग डिग्री वाले लोगों के पुनर्वास के लिए था। रीवॉक की तरह, डिज़ाइन के लिए बैसाखी के उपयोग की आवश्यकता होती है। बैटरी कम से कम छह घंटे के उपयोग के लिए ऊर्जा प्रदान करती है। एक्सो किट की कीमत लगभग 100 हजार है। डॉलर. पोलैंड में, एकसो जीटी एक्सोस्केलेटन परियोजना ज्ञात है - एक चिकित्सा उपकरण जिसे न्यूरोलॉजिकल रोगियों के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका डिज़ाइन चलने की अनुमति देता है, जिसमें स्ट्रोक, रीढ़ की हड्डी की चोटों के बाद, मल्टीपल स्केलेरोसिस वाले मरीज़ या गुइलेन-बैरे सिंड्रोम वाले लोग शामिल हैं। रोगी की शिथिलता की डिग्री के आधार पर उपकरण कई अलग-अलग तरीकों से काम कर सकता है।
2013 - माइंडवाल्कर, एक दिमाग नियंत्रित एक्सोस्केलेटन प्रोजेक्ट, यूरोपीय संघ से वित्त पोषण प्राप्त करता है। डिजाइन ब्रसेल्स के मुक्त विश्वविद्यालय और इटली में सांता लूसिया फाउंडेशन के वैज्ञानिकों के बीच सहयोग का परिणाम है। शोधकर्ताओं ने डिवाइस को नियंत्रित करने के विभिन्न तरीकों का परीक्षण किया - उनका मानना है कि ब्रेन-न्यूरो-कंप्यूटर इंटरफेस (बीएनसीआई) सबसे अच्छा काम करता है, जो आपको इसे विचारों से नियंत्रित करने की अनुमति देता है। रीढ़ की हड्डी को दरकिनार करते हुए सिग्नल मस्तिष्क और कंप्यूटर के बीच से गुजरते हैं। माइंडवॉकर ईएमजी संकेतों को परिवर्तित करता है, अर्थात्, छोटी क्षमताएं (जिन्हें मायोपोटेंशियल कहा जाता है) जो किसी व्यक्ति की त्वचा की सतह पर तब दिखाई देती हैं जब मांसपेशियां काम कर रही होती हैं, इलेक्ट्रॉनिक मूवमेंट कमांड में। एक्सोस्केलेटन काफी हल्का है, बिना बैटरी के इसका वजन केवल 30 किलोग्राम है। यह 100 किलो तक वजन वाले वयस्क का समर्थन करेगा।
2016 - स्विट्जरलैंड के ज्यूरिख में ईटीएच तकनीकी विश्वविद्यालय, सहायक रोबोटों का उपयोग कर विकलांग लोगों के लिए पहली साइबैथलॉन खेल प्रतियोगिता आयोजित करता है। विषयों में से एक निचले छोरों के पक्षाघात वाले लोगों के लिए एक बाधा कोर्स पर एक्सोस्केलेटन दौड़ थी। कौशल और प्रौद्योगिकी के इस प्रदर्शन में, एक्सोस्केलेटन उपयोगकर्ताओं को एक सोफे पर बैठना और उठना, ढलान पर चलना, चट्टानों पर कदम रखना (जैसे कि एक उथली पहाड़ी नदी को पार करना), और सीढ़ियाँ चढ़ना जैसे कार्य करने थे। यह पता चला कि कोई भी सभी अभ्यासों में महारत हासिल करने में सक्षम नहीं था, और 50-मीटर बाधा कोर्स को पूरा करने में सबसे तेज टीमों को 8 मिनट से अधिक का समय लगा। अगली घटना 2020 में एक्सोस्केलेटन प्रौद्योगिकी के विकास के एक संकेतक के रूप में होगी।
2019 - ब्रिटेन के लिम्पस्टन में कमांडो ट्रेनिंग सेंटर में गर्मियों के प्रदर्शनों के दौरान, ग्रेविटी इंडस्ट्रीज के आविष्कारक और सीईओ रिचर्ड ब्राउनिंग ने अपने डेडलस मार्क 1 एक्सोस्केलेटन जेट सूट को दिखाया, जिसने न केवल अंग्रेजों पर बल्कि सेना पर भी भारी प्रभाव डाला। छह छोटे जेट इंजन - उनमें से दो पीठ पर स्थापित हैं और दो प्रत्येक हाथ पर अतिरिक्त जोड़े के रूप में - आपको 600 मीटर की ऊंचाई तक चढ़ने की अनुमति देते हैं। अब तक, केवल 10 मिनट के लिए पर्याप्त ईंधन है उड़ान ...
