Роботизированный экзоскелет печатается на 3D-принтере

Роботы Умные машины
автор: Михаил Ваннах  27 февраля 2014

О современных медицинских экзоскелетах мы рассказывали в колонке «Почему мягкому роботу нужен высокий IQ, чтобы трудиться физиотерапевтом?». Но описанный там реально выпускаемый протез ReWalk — машина дорогая и не слишком удобная, а когда пойдёт в серию гибкий протез и сколько он будет стоить — сказать трудно. Описывали мы и предельно дешёвый протез руки, который распечатали за десять долларов на 3D-принтере для американского мальчика Леона Маккарти. Ну а теперь обе технологии — сложные электронно-механические экзоскелеты и дешёвая и оперативная объёмная печать — сходятся вместе.

Объявлено об этом было в очень символичной обстановке, на конференции, проводимой Университетом сингулярности в Будапеште. Именно там был представлен гибридный экзоскелет — роботизированный костюм, созданный с широким применением технологий трёхмерной печати. Создала его специализированная робототехническая фирма Ekso Bionics Holdings, Inc. в сотрудничестве с лидирующей в области объёмной печати компанией 3D Systems.

Итак, главный виновник события — калифорнийская Ekso Bionics. О специализации можно догадаться по самому её названию, происходящему от английского exoskeleton — «роботизированный внешний скелет». Создана эта компания была в 2005 году и первоначально ориентировалась на военные нужды. Образ боевых скафандров из Starship Troopers Роберта Хайнлайна в совокупности с привычкой стратегов Пентагона посылать своих джи-ай в горные районы вдохновил инженеров на создание экзоскелета для армейских нужд.

Ранняя версия роботизированного экзоскелета, над которой Ekso Bionics работала вместе с Калифорнийским университетом и армейским мегаподрядчиком Lockheed Martin, была названа HULC. Это изготовленный из авиационных алюминиевых сплавов и титана двадцатидвухкилограммовый гибрид станкового рюкзака с управляемыми гидроприводами протезами, которые управлялись процессором, расположенным в том же рюкзаке. Батарея, запаса энергии в которой хватало на три часа, позволяла переносить по сильно пересечённой местности груз до девяноста килограммов.

Ах, как лихо бежит на фоне неба джи-ай в HULC: протез мозгов рассказал бы ему, какой славной мишенью он является для фланкирующего пулемётчика.

Ах, как лихо бежит на фоне неба джи-ай в HULC: протез мозгов рассказал бы ему, какой славной мишенью он является для фланкирующего пулемётчика.

Но потом Ekso Bionics открыла для себя более объёмный и более рентабельный рынок — медицинских услуг. Убить-то человека можно однажды, а лечить — всю жизнь! И, несмотря на рост активной и пассивной безопасности современных автомобилей, люди регулярно оказываются прикованными к инвалидным креслам в результате ДТП. И параличи как итог заболеваний никто ведь не отменял. Да и этический компонент — стремление помочь людям вернуться к активной жизни — также списывать со счётов нельзя.

И в 2010 году фирма, называвшаяся тогда Berkeley Bionics, представила более полезное, чем армейский недотерминатор, устройство, названное Exoskeleton Lower Extremity Gait System (eLEGS). Это также был внешний скелет, подвижный протез с гидроприводом и цифровой системой управления, позволяющий вернуть способность к ходьбе людям с параличом или тяжёлыми травмами нижних конечностей.

Этой картинкой проиллюстрировал рассказ о eLEGS медицинский Journal of Medical Devices.

Этой картинкой проиллюстрировал рассказ об eLEGS медицинский Journal of Medical Devices.

Новинка сразу же «получила прекрасную прессу», журнал Time включил её в список пятидесяти лучших изобретений 2010 года, а по версии Wired в списке десяти выдающихся гаджетов — 2010 она уступила только iPad. То есть инженерно-компьютерная общественность прибор оценила сразу же, но вот медицинские инстанции оказались куда более консервативными. Разрешение американской FDA для применения eLEGS в госпиталях и реабилитационных центрах было выдано лишь в 2012 году, тогда же и медицинские евробюрократы удостоили его маркировки CE, допуская на рынок Евросоюза.

Сегодня эти экзоскелеты проходят довольно интенсивные клинические испытания; на рынке они доступны, в том числе и для индивидуальных покупателей, по цене около $100 тыс. Переименованный в Ekso прибор весит 20 кг, подходит для пользователей до 100 кг весом и ростом до 195 см, способен в течение шести часов позволять им двигаться со скоростью до 3,2 км/ч по прямой, садиться и вставать, самостоятельно покидать инвалидную коляску и возвращаться в неё.

Ekso Bionics же, успевшая сменить название на нынешнее, времени зря не теряла и разработала более совершенные версии экзоскелета, с применением более лёгких и прочных, чем титан и алюминий, материалов — вроде углепластиков — и более совершенных батарей. Правда, цены таких устройств назывались уже в районе $140 тыс., что дорого даже для Соединённых Штатов, где пострадавший в ДТП имеет реальный шанс на солидные выплаты по страховке, и запредельно дорого для менее зажиточных стран.

А массовым производство медицинских экзоскелетов — в отличие от планшетов, в компании с которыми они пришли если и не в мир, то на страницы Wired, — быть не может. Устройство это — высокотехнологическое и сложное. Как же можно разрешить противоречие между ограниченными суммами, которые инвалиды, люди небогатые, могут заплатить за жизненно нужное устройство, его сложностью и низкой серийностью? И вот тут-то на помощь приходит объёмная печать с её возможностями кастомизации, производства индивидуальной продукции по массовым технологиям.

И приходит так, что отразить это сочла нужным даже сугубо деловая газета The Wall Street Journal. На будапештской конференции Университета Сингулярности гибридный экзоскелет представила Аманда Бокстел (Amanda Boxtel), парализованная в 1992 году после лыжной травмы, полученной в аспене, Колорадо. Это устройство было собрано из напечатанных на объёмном принтере индивидуальных деталей, созданных конструкторами 3D Systems на основе множества объёмных сканирований бедра, голени и позвоночника Аманды.

Аманда Бокстел гуляет в экзоскелете от Ekso Bionics и 3D Systems на фоне будапештской Площади Героев.

Аманда Бокстел гуляет в экзоскелете от Ekso Bionics и 3D Systems на фоне будапештской Площади Героев.

Таким образом, решается сразу несколько проблем. Экземпляр протеза, хоть и производится по массовым технологиям объёмной печати, оказывается кастомизированным, подогнанным под антропологические параметры конкретного пользователя. Широкое применение деталей, изготовленных 3D-печатью, упростит и удешевит эксплуатацию экзоскелетов. Дело в том, что устройство это предназначено для интенсивного ношения, сопровождающегося не менее интенсивным износом деталей. А иметь возможность распечатать необходимую замену если не на дому, то в сервисном центре — весьма полезно!

Да и массово производимые 3D-принтеры, использующие массово производимые для 3D-печати расходные материалы, могут позволить принципиально снизить стоимость этих нужных устройств. Вспомним про мальчика Леона Маккарти, которому традиционный протез левой руки был недоступен даже в сытой Америке и который приобрёл новое качество жизни благодаря простейшему приспособлению, изготовленному объёмной печатью. А сколько таких людей живёт на планете и в более бедных странах…

По мнению специализированного журнала Medical Device & Diagonostic Industry Magazine, фирма Ekso Bionics является одним из пяти стартапов, которые навсегда изменили медицинские технологии. Действительно, специфика живых организмов такова, что каждый из нас, хоть и устроен в общем-то одинаково, индивидуален, сформирован сугубо специфичным развитием данного организма. А теперь продемонстрирована возможность удовлетворять индивидуальные нужды конкретного организма с помощью массовой технологии объёмной печати (объёмное сканирование также легко автоматизируемый процесс). Так что не зря гибридный экзоскелет представил именно Университет сингулярности!

Поделиться
Поделиться
Tweet
Google
 
Читайте также
Муниципалитеты против Uber, Uber против муниципалитетов
Муниципалитеты против Uber, Uber против муниципалитетов
Как бдительный робот может создать проблемы добропорядочному гражданину
Как бдительный робот может создать проблемы добропорядочному гражданину
3D-печать начала ценовую революцию в строительстве?
3D-печать начала ценовую революцию в строительстве?
  • M4

    Доброго вечера Михаил, как ваши там, на Украине? Слышал Киево-Печёрскую Лавру разграбить хотели, самое что переживал! Но вроде монахи отстояли и люди помогли. В 1240-м то же случилась беда у них, но то Батый был, многие реликвии попрятали, кстати многие так и не нашли: библиотеку Николы Святоши (неуступающую Либерии Грозного) , раку Феодосия, варяжские поклажи, найдут ли эти чудеса…Как Лавра переживёт это нашествия….Тут и БТРы видели в Севастополе, российские, Крымскую раду захватили…Нехорошие дела…

    • пМВ

      У меня немного прихожан на Слободской Украине. Там спокойно, но бедно — угольные регионы, работают, не до политики…
      Российские БТРы чисто у флотских объектов — во избежание! Никто Будапештский меморандум 1994 года нарушать не станет.

      • M4

        Да, про меморандум и на РБК вспоминали, там долго Виттель про Украину говорит…Не должно быть ничего серьёзного, надеемся…

        • пМВ

          Это — будет соблюдаться столь же неукоснительно, как и любые обязательства по ядерному оружию!

          • M4

            Посмотрим, всяко бывает…Но базы нашего ВМФ, в Севастополе НАТОвцам и американцам не очень то нужны! Кто знает…Рассмусен уже вот протест высказал России…Неукоснительность может и нарушиться…Интересно как в этих украинских делах, евро-американцы задействованы…

          • пМВ

            Только как способ сделать пакость друг другу…

          • M4

            Может, пакостники…
            Я вообще их не понимаю, что например в Сирии придут лучшие чем Асад? — да не в жизть, сердцееды исламские радикалисты! Или Ливия процветает теперь…Но им плевать видимо, им нужны ресурсы ихние…

          • M4

            Одно точно, базы черноморского флота отдавать нельзя! Какая нацисткая прозападная нечисть пришла к власти в Украине! Даст бог и В.В.Путин и ребята все справятся! Всё у них получится! Все эти арабские и украинские ревволюсьон кукловоды США и евро режисируют, вся эта оппозиционная шушера в лице Навального, «руси сидящей» Пономарёвых и т.д. и т.п. сразу запели! А как «Новая» причитает! Всё живут за счёт америкосов и Россию учат… Хоть бы наглости поубавили…Какая нечисть полезла, один сашко белый чего стоит — грязь человеческая!
            Но договор…Да и Янукович совсем не президент, испуган серьёзно, путал словеса-то…) Даст Бог всё уляжется, та же Лавра не пострадает! Да и простые люди!

          • пМВ

            Персонаж с автоматом, охранник Дудаева, награжденный орденом Ичкерии — колоритен! Который прокурора за галстук таскает.

            Но и Янукович душка. «Я считаю Россия должна…»
            Хм…
            А я считаю, что должны как-раз России!

            Русь сидящая? Ох… Бываю по службе в колонии-поселении. Сидят мальчики-алиментщики, аж мест не ххватает. Да, реально не платят… Но — в их поселках работы нет, а в Москве и даже Туле малоквалифицированные и сллабосильные места, на которые они могли б претендовать, заняты гастами. И дно них никому нет никакого дела. Никакой сидящей Руси!

          • M4

            Вот! Нету до них никакого дела это сидящей руси и Романовой этой! А простые мальчишки и девчёнки, молодые, сидящие в офисах не понимают и верят этим всем как бы оппозиционерам…Обидно, как дурят и моют мозги эти новые газеты и другие…И как Вы правы — мы никому не должны! Янукович тот ещё тип…
            Сашко очень колоритен, многие таких боятся, а многие ждут в гости…Такие сразу вылезают, при нужных условиях — так было и при чеченских и вообще всегда…

          • пМВ

            В 90-е у нас этого добра хватало… И оппозиционеров, и сашков-с-автоматами…

          • M4

            :-)… :-(

          • jno

            Хотите розжигу? :)

            Государство (ок, «государственное образование») с названием «Украина» — 1922, В.И.Ленин.

            Территории Западной Украины (от Румынии, Чехословакии и Польши) — 1945, И.В.Сталин.

            Крым — 1954, Н.С.Хрущёв.

            Ну, и видный выходец из Днепропетровска, освободитель малой земли и покоритель целины — Л.И.Брежнев!

            Кому там памятники-то сносят? :)
            Там ставить памятники отцам-основателям надо!

          • пМВ

            Так десакрализация ж получается… Посягнули на основы — и сразу результат.

            Но потеха — невеселая. Очень немолодые киевские родственники, живущие в самом центре, еще в декабре набили квартиру консервами, макаронами, крупами. Коридор заставлен бутылями с питьевой водой, балкон канистрами с водой технической…
            Всю потеху из дома не высовывались. Сейчас выползают молока купить, хлеб в хлебопечке пекут…

            А Шабанов на харьковский Евромайдан ходил. Сегодня там дрались…

            На ЭМ политолог Белковский захлебывается от радости, рассказывая как «5-й флот из Бахрейна одной тактической ракетой за 6 минут потопит весь ЧФ». Там, похоже, тоже в буфете грибочки дают!

          • jno

            у Шабанова в ФБ читаю ленту новостей…
            грусто там.
            и мы выглядим как полное говно.

            а как Белковский психиатрию форсил?
            зачем ему грибочки? :)

          • пМВ

            Водка была бы для запаха, а грибочки, наверное, для вкуса…

            Бабульки-прихожанки мои недели две судорожно начали сахар мешками скупать. Мудры!

          • jno

            мудры…
            куда б свалить, а? :/

          • пМВ

            Да направление, похоже, уже не важно — только расстояние!

          • jno

            не скажите…
            хорошо выглядит Лиссабон, конечно…

          • пМВ

            Да он всегда симпатично выглядел!

            Самое смешное, я вчера всем уверенно говорил, что Будапештский меморандум нерушим…

          • jno

            понеслась душа в рай: http://vk.com/public62043361?w=wall-62043361_105232

          • пМВ

            А теперь смотрим, через сколько времени у Умарова появятся непонятного происхождения стингеры… Гуляли же уже по этим граблям! У меня одноклассница, экономистом работавшая, из-за речки в цинковке приехала — стингер…

          • jno

            не, вряд ли появятся.
            призывать-то могут, а денег у них нету.
            как и самих стингеров.

          • пМВ

            Так они у других есть… У кого — деньги, у кого — старые железки на складах. Примерно представляю, какие организации уже радостно приплясывают от возбуждения.

          • jno

            у хохлов?

          • пМВ

            Да какие хохлы, кого они интересуют… Много западнее!

            Причем если наши либералы полагают, что им из этого бабла что-то обломится, то ошибаются. Им — только неприятности по штатному расписанию положены!

          • M4

            Хохлы тут вообще никому не нужны, гораздо многозападнее, да… Они устроили переворот, в своих (НАТО, Америца) интересах, да только забыли что они — и нато и америка ничто не смогут сделать России, вот: New Republic. – …они показали это в случае Грузии, потому что никто не хочет начать войну с ядерной Россией, и правильно делает…Смогут ли из 8-ки турнуть, вопрос…А «ракетки» как грузинам, интересно, будут поставлять если что…:-)
            Почитал так глазком что ихняя пресса пишет, Барак слабак против Путина…

          • пМВ

            Да ничего БаракХуссейнович не решает…
            Решил резать бюджет Пентагона с подрядчиками — а ему кризис на блюдечке с голубой каемочкой…

          • M4

            Да это понятно…:-)

          • пМВ

            Ой, а вот тут Корчемкин прямо инструкцию бандеровцам дает что делать — http://tvrain.ru/articles/ekonomicheskaja_tsena_etogo_reshenija_ochen_vysoka_eto_krajne_destabilizirujuschij_shag_ekonomist_politolog_biznesmen_i_deputat_o_vozmozhnom_vvode_rossijskih_vojsk_v_ukrainu-364119/

            Детский сад, штаны на лямках…

          • Саша

            >я вчера всем уверенно говорил, что Будапештский меморандум нерушим

            Аналогично…
            Безумие.
            В 2002 Зимбабве поссорилась с Бабушкой (она среди подписавшbх Меморандум), в 2003 вышли из Британского Содружества, через несколько лет стотриллионные купюры печатали.
            Нас ЯО не надо утюжить…
            Доллар по 36 стало быть?

          • пМВ

            Вечером предприниматели спорили — будет ли завтра доллар по 40…
            В продуктовом ритейле Тулы импорт 75%, ценники конца марта видел — ужаснулся.
            И главное — выгода только Локхиду…

          • Саша

            Говорят, по цена/спокойствие Калабрии в частности, и южной Италии вообще равных нет. Получить permesso di soggiorno per lavoro autonomo сравнительно несложно.
            Многие офширники/фрилансеры давно там обитают.
            Бог его знает куда…

          • jno

            тоже тема… юг Италии — рулёзная штука.

            но до полной замены зубов италийскую мову хрен освоишь :)
            крайний раз я не смог выговорить слово «песто» (зелёная хрень для еды) — пришлось пальцем показывать :)

            кстати, как-то получается, что чем беднее регион — тем спокойнее.
            ы?

          • Саша

            >италийскую мову хрен освоишь :)
            Хмм, языковый тест на А2 — уровень итальянского школьника-пятиклашки-троечника, еще и порог 80% правильных ответов, тут и талантов полиглота не надо. ИМХО.
            http://www.italianobello.ru/program/examination
            Этого «черта» даже и не малюют :) А2 — пустяки.
            Приличная по мекам региона двушка за 40 Кевро, фокачча дядюшки Джузеппе за углом… Пусть маладешЬ по нуёркам карьеры делает.
            Некоторые в Тай и Бали, но куда ж от старушки Европы-то денешься?

            > чем беднее регион — тем спокойнее.ы?
            Дык!
            Довелось в империи мировой деревне мир-системе глобальной экономике вот в этом всем родиться, лучше жить в глухой провинции, у моря.

          • jno

            да, не!
            не словя запомнить, конечно!
            там же ВСЕ буквы читать надо :)
            без редукций и т.п.
            почти как у белорусов, но ещё круче!

          • M4

            Шабанов лучше статьи-бы писал, чем под дудку чужую отплясывать на евромайдане…

          • jno

            да, ДШ заносит на поворотах — плохо всё же биологи историю знают…

  • IF

    любопытно, сколько печать-сборка подобных устройств будет стоить при «гаражной» организации бизнеса.

    • M4

      Пока пластиком печатают эти принтера, толкового они не напечатают — не произведут! Всё в будущем, цена там будет известна…:) А пока игрушки…

      • IF

        так уже разные принтеры доступны

        • M4

          И металлопечатающие доступные? Нет, я знаю есть промпринтера, есть и металлопечатающие промышленные, они уже печатают из сверхпрочных сплавов очень сложные детали, для специзделий.
          Но я имею ввиду то что автор описывает: доступные и распространённые линии, гаражные как Вы пишете опять же! Пока всё — игрушки…

    • пМВ

      Там будет зависеть от сервисной и логистической поддержки такого бизнеса. Дорогих металлических деталей (шарниры там высокопрочные) не так много нужно будет, в режиме разделения металлопринтера может получиться и недорого в итоге…

      • IF

        ну да, тем более, что часть металлических частей может и не печтататься — наверняка конструкция может быть адаптирована к использованию массово производимых деталей.

        • пМВ

          Подшипник-упор лучше типовые — печатать в металле лишь детали сопряжения (нагрузки там будут немалые)…

          • IF

            вообще, чисто механически не кажется очень сложным устройством — так или иначе все компоненты отработаны. батарея и управление — да, но это не про печать.

          • пМВ

            Батарея — да…
            А если управление сделать на базе элементов смартфонов — гироскопы, акселерометры — может быть вполне дешевым!

  • M4

    >

    Да вот и обидно, «высокие технологии» — айфоны и айпады — дешевы и доступны, а действительно высокие технологии, что Вы в статье привели, так порою нужные, очень дороги…Видимо только 3Д-принтеры и развитие её — металло-3Дпечать, поможет изменить мир! Но где то слышал, все эти 3Д-принтеры в зачаточном этапе — нужно ждать…И работать…:)

    • пМВ

      Это пока как планер Лилиенталя — но за ним маячат аэробусы…

      • M4

        Ну дорогу осилит идущий, а к «аэробусам» всё и идёт…

        • пМВ

          Ну, как быстро взлетели смартфоны и планшеты!

          • M4

            Нуу, эти прям ракеты! А тут черепахи, хотя…
            Я так понимаю планшеты и смартфоны есть — зрелища! А люди во все века того ждали, они же и социальные существа — соцсети…Тут глобальный рынок, все задействованы, благодаря удешевлению вообще все!
            А инвалидов сколько…Да и принтера эти, пока только «пришли» в массовое сознание, вот может скоро и они взлетят и всяко производство изменится, а уж если с нано-революцией! Посмотрим…

  • Denis Solovjev

    А все из за того что медицина таки не ИТ-сколько бы Курцвейл не говорил а FDA адски консервативна. В мире десятки миллионов слепых людей а протез который видит жалкие 60 пикселов разрабатывали 20 лет! И следующий будут делать еще 20. Думаю Китай скоро обзаведется подпольными клиниками которые будут делать протезы более широкой функциональности за нормальные деньги хоть и без гарантий. А потом и геном модифицировать первыми начнут

    • пМВ

      Скажем так — главная задача медицинского бизнеса есть зарабытывание прибылей, а не лечение больных. Врачи античных полисов получали деньги от города, а не от больного…

Хостинг "ИТ-ГРАД"
© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2018
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.
«Партнер Рамблера» Почта защищена сервером "СПАМОРЕЗ" Хостинг "Fornex"