โครงกระดูกภายนอกทางวิทยาศาสตร์ โครงกระดูกภายนอกในการแพทย์
มีการร้องขอ (หรือคำถาม) ให้เขียนเกี่ยวกับโครงกระดูกภายนอกที่ใช้
โครงกระดูกภายนอกคืออะไร? นี้ " รพ” ซึ่งเนื่องจากกรอบทำให้เพิ่มความแข็งแกร่งของบุคคล เขาจะต้องปฏิบัติตามชีวกลศาสตร์ซึ่งจะทำให้เขาเพิ่มความแข็งแกร่งตามสัดส่วนระหว่างการเคลื่อนไหว ในบรรดาขอบเขตการใช้งานของโครงกระดูกภายนอกนั้นคือการทหาร เกษตรกรรมและยารักษาโรค
ฉันขอข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนาด้านการแพทย์ดังกล่าว
โครงกระดูกภายนอกตัวแรก
ก่อนอื่นขอเล่าประวัติเล็กน้อย เช่นเดียวกับสิ่งประดิษฐ์อื่น ๆ โครงกระดูกภายนอกก็มาหาเรา ทรงกลมทหาร- ตัวอย่างแรกได้รับการพัฒนาโดย General Electric และกองทัพสหรัฐฯ ในทศวรรษ 1960 ดูน่าประทับใจใช่ไหม? เขาเปลี่ยนความพยายามที่คุณใช้ในการยกสี่กิโลกรัมครึ่งเป็น 110 กิโลกรัมแต่มีข้อเสียสองประการ: หนัก 680 กก. และไม่สามารถเปรียบเทียบการเคลื่อนไหวกับการเคลื่อนไหวของบุคคลได้ นั่นก็คือเขา ข้อเสนอแนะหลังจากการเคลื่อนไหวเริ่มขึ้น ฉันไม่ได้รับมันจากบุคคลนั้น
จากนั้นโครงกระดูกภายนอกสำหรับกองทัพก็ได้รับการพัฒนาซ้ำแล้วซ้ำเล่า ท้ายที่สุดแล้ว พวกเขาสามารถเพิ่มความสามารถในการบรรทุกของทหารหนึ่งนายได้อย่างมาก เพื่อที่เขาจะได้นำปืนกลและอุปกรณ์ที่ใหญ่กว่าไปที่กองทหารติดตัวไปด้วย
มีใครอีกบ้างที่ต้องเพิ่มความแข็งแกร่ง? สำหรับผู้ที่มีน้อยเกินไป สำหรับผู้ที่เป็นอัมพาตและไม่สามารถเดินได้อย่างอิสระ พวกเขาคือผู้ที่สามารถช่วยโครงการดังกล่าวได้
โครงกระดูกภายนอกสำหรับพยาบาล
ใครถ้าไม่ใช่คนญี่ปุ่นจะคิดโครงกระดูกภายนอกเพื่อดูแลผู้สูงอายุได้? เฉพาะในกรณีนี้เท่านั้นที่เป็นปัญหาสำหรับเยาวชน - พยาบาลที่ต้องยกและเคลื่อนย้ายผู้ป่วย จุดประสงค์ของโครงกระดูกภายนอก เช่นเดียวกับหุ่นยนต์ Ribo คือการขยับPower Assist Suit เปิดตัวในญี่ปุ่นในช่วงปี 1990
ต่อมา HAL ซึ่งเป็นชุดไซเบอร์สูทภายนอกได้รับการแนะนำในญี่ปุ่น ในระยะแรกได้รับการออกแบบมาเพื่อการยกและเคลื่อนย้ายผู้ป่วยโดยเฉพาะ นอกจากนี้เขายังช่วยให้ผู้สูงอายุและผู้พิการสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระอีกด้วย
รีวอล์ค
สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาได้จดทะเบียนโครงกระดูกภายนอกชุดแรกสำหรับการฟื้นฟูผู้ป่วยที่มีอาการบาดเจ็บที่กระดูกสันหลังในฤดูร้อนนี้เท่านั้นReWalk จากนักพัฒนาชาวอิสราเอลมีรีโมทคอนโทรล การควบคุมระยะไกลในรูปแบบ นาฬิกาข้อมือ- ควรใช้ไม้ค้ำเพื่อความมั่นคงเพิ่มเติม ฉันคิดว่าอะไรจะดีกว่าการนั่งเก้าอี้
เมื่อสองสามปีก่อน ชุดนี้ช่วยผู้หญิงที่เป็นอัมพาตคนหนึ่งวิ่งมาราธอนได้สำเร็จ
เอ็กโซแอทเลท
ExoAtlet เป็นการพัฒนาของรัสเซีย มีจุดมุ่งหมายเพื่อ "สำหรับการวางแนวตั้งและการเดินของผู้ป่วยที่มีความบกพร่องในการทำงานของหัวรถจักรของแขนขาส่วนล่าง"ถึง ระดับอุตสาหกรรมการผลิตยังอีกยาวไกล แต่ต้นแบบซึ่งตัดสินโดยข้อมูลบนอินเทอร์เน็ตนั้นได้เริ่มดำเนินการแล้ว หากคุณมีสิ่งใดที่จะเพิ่มในหัวข้อนี้ โปรดเขียนในความคิดเห็นหรือข้อความส่วนตัว
โครงกระดูกภายนอกที่อ่อนนุ่ม
โครงกระดูกภายนอกที่ยืดหยุ่นซึ่งจำลองชีวกลศาสตร์ของขามนุษย์อาจเป็นทิศทางที่ดีในบริเวณนี้ ท้ายที่สุดแล้ว ต่อมรอบขามีความด้อยกว่าส่วนที่แข็งแรงของร่างกายอย่างเห็นได้ชัดในแง่ของความคล่องแคล่วมหาวิทยาลัยหลายแห่งและผู้พัฒนาเซ็นเซอร์สวมใส่ได้ BioScience กำลังพัฒนา "การซ้อนทับ" นี้ด้วยกล้ามเนื้อเทียม เซ็นเซอร์ และซอฟต์แวร์ ที่นี่คุณสามารถเห็นทั้งเส้นเอ็นเทียมและกล้ามเนื้อเทียมที่เหยียดจากด้านนอกของขา
ปัญหาใหญ่อยู่ที่ความยืดหยุ่น นั่นคือเหตุผลว่าทำไมวิธีการควบคุม ซึ่งก็คือเซ็นเซอร์ จึงต้องแม่นยำเป็นพิเศษ
อุปกรณ์ดังกล่าวจะช่วยไม่เพียง แต่ผู้ที่มีความบกพร่องในการเคลื่อนไหวของเท้าและข้อเท้าเท่านั้น (สำหรับตอนนี้มีเพียงอุปกรณ์เท่านั้นที่ใช้งานได้) แต่ในอนาคตสามารถใช้ในพื้นที่อื่น ๆ เช่นที่มือได้
วิดีโอนี้แสดงให้เห็นกล้ามเนื้อเทียมอย่างชัดเจนและยังแสดงให้เห็นเซ็นเซอร์ที่ใช้ในโครงกระดูกภายนอกที่อ่อนนุ่มนี้ด้วย
การพิมพ์ 3 มิติ
เครื่องพิมพ์ 3 มิติในทางการแพทย์มีประโยชน์มาก พวกเขาช่วย Amanda Boxtel ที่เป็นอัมพาตตั้งแต่เอวลงมาได้อย่างไร ผู้เชี่ยวชาญจาก 3D Systems สแกนร่างกายของเธอ และร่วมกับ EksoBionics ในการพิมพ์โครงกระดูกภายนอกนี้ฉันคิดว่ามันเจ๋งมากที่สามารถยืนด้วยสองเท้าของตัวเองได้อีกครั้งหลังจากไม่สามารถเดินได้หลายปี
หุ่นยนต์และฟุตบอล
จูเลียโน ปินโต เตะบอลในพิธีเปิดฟุตบอลโลก 2014 ดูเหมือนไม่มีอะไรน่าสนใจ - เขาเตะแล้วเตะ แต่เขาเป็นอัมพาตไปหมดหนุ่มวัย 29 ปีคนนี้ เขาควบคุมโครงกระดูกภายนอกด้วยความช่วยเหลือของสมองของเขาเอง และไม่ใช่ด้วยความช่วยเหลือของรีโมทคอนโทรลหรือขาของเขาเอง ซึ่งอย่างน้อยก็ยังมีความเป็นไปได้ในการเคลื่อนไหวอยู่บ้างผู้สร้างโครงกระดูกภายนอกนี้คือ Miguel Nicolesis จากบราซิล รัฐบาลของประเทศจัดสรรเงินให้เขาจำนวน 14 ล้านดอลลาร์สำหรับการพัฒนาเหล่านี้ ซึ่งถือว่าไม่สูงนักเมื่อเทียบกับจำนวนเงินที่ใช้ไปกับโครงการที่คล้ายกันในสหรัฐอเมริกา
neurofeedback จะเป็นอนาคตในด้านกายอุปกรณ์และโครงกระดูกภายนอกหรือไม่? ดูเหมือนชัดเจนสำหรับฉันว่าควรดำเนินงานในทิศทางนี้ด้วย พลังอันน่าสยดสยอง- แต่สำหรับสิ่งนี้จำเป็นต้องดึงดูดการลงทุน
έξω - ภายนอกและσκεлετος - โครงกระดูก) - อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของมนุษย์เนื่องจากกรอบภายนอกโครงกระดูกภายนอกเป็นไปตามชีวกลศาสตร์ของมนุษย์เพื่อเพิ่มความพยายามระหว่างการเคลื่อนไหวตามสัดส่วน ตามรายงานของสื่อมวลชน ปัจจุบันมีการสร้างตัวอย่างการทำงานจริงในญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกา โครงกระดูกภายนอกสามารถรวมเข้ากับชุดอวกาศได้
เรื่องราว
โครงกระดูกภายนอกชุดแรกได้รับการพัฒนาร่วมกันโดยบริษัท General Electric และกองทัพสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษที่ 60 และถูกเรียกว่า Hardiman เขายกได้ 110 กก. ด้วยแรงยก 4.5 กก. อย่างไรก็ตาม มันไม่สามารถทำได้เนื่องจากมีมวลสำคัญถึง 680 กิโลกรัม โครงการไม่ประสบผลสำเร็จ ความพยายามใดๆ ที่จะใช้โครงกระดูกภายนอกแบบเต็มตัวส่งผลให้เกิดการเคลื่อนไหวที่ไม่สามารถควบคุมได้อย่างรุนแรง ส่งผลให้ไม่เคยถูกทดสอบกับบุคคลที่อยู่ข้างใน การศึกษาเพิ่มเติมเน้นที่แขนข้างเดียว แม้ว่าควรจะยกได้ 340 กิโลกรัม แต่น้ำหนักของมันก็อยู่ที่สามในสี่ของตัน ซึ่งเป็นสองเท่าของความสามารถในการยก โดยไม่ได้รับส่วนประกอบทั้งหมดมารวมกันเพื่อทำงาน การประยุกต์ใช้จริงโครงการของ Hardiman มีจำนวนจำกัด
ทิศทางการพัฒนา
ทิศทางหลักของการพัฒนาคือการใช้โครงกระดูกภายนอกทางทหาร เป้าหมายคือการสร้างชุดเกราะที่ผสมผสานกัน อำนาจการยิงและเกราะรถถัง ความคล่องตัวและความเร็วของมนุษย์ และเพิ่มความแข็งแกร่งของผู้ที่ใช้โครงกระดูกภายนอกอย่างมาก
การประยุกต์ใช้โครงกระดูกภายนอกที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือการช่วยเหลือผู้บาดเจ็บและผู้พิการผู้สูงอายุที่มีปัญหาเกี่ยวกับระบบกล้ามเนื้อและกระดูกเนื่องจากอายุของพวกเขา
การดัดแปลงโครงกระดูกภายนอกรวมถึงแบบจำลองแต่ละแบบสามารถให้ความช่วยเหลือที่สำคัญแก่ผู้ช่วยเหลือในการเคลียร์ซากปรักหักพังของอาคารที่พังทลาย ในกรณีนี้โครงกระดูกภายนอกสามารถป้องกันผู้ช่วยชีวิตจากเศษซากที่ตกลงมาได้
ในปัจจุบัน อุปสรรคสำคัญในการเริ่มต้นสร้างโครงกระดูกภายนอกที่สมบูรณ์คือการขาดแคลนแหล่งพลังงานที่เหมาะสมซึ่งอาจทำให้เครื่องจักรทำงานอัตโนมัติได้เป็นเวลานาน
ในวัฒนธรรมสมัยนิยม
- ในเกม "C&C: Red alert 3" ทั้ง 3 ฝ่ายมีโครงกระดูกภายนอก สำหรับสหภาพโซเวียตเป็นชุดของผู้ปฏิบัติงาน Tesla PC สำหรับ Alliance เป็นชุดของ Cryo (Chrono) - Legionnaire และสำหรับจักรวรรดิมันเป็นชุดของเทวดาต่อสู้ ในส่วนก่อนหน้าของซีรีส์นี้ โครงกระดูกภายนอกก็มักใช้กันอย่างแพร่หลายเช่นกัน
- แนวคิดเรื่องชุดเกราะที่มีโครงกระดูกภายนอกได้รับการอธิบายไว้ครั้งแรกในนวนิยายเรื่อง Tom Swift และ His Jet Marine ( ภาษาอังกฤษ) ตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2497
- ในนวนิยายของ I. A. Efremov เรื่อง “The Andromeda Nebula” (1957) การสำรวจดวงดาวใช้ “โครงกระดูกกระโดด” ที่ใช้กลไกไฟฟ้าซึ่งสวมทับชุดอวกาศเพื่อเคลื่อนที่ในสภาวะที่มีแรงโน้มถ่วงเพิ่มขึ้น
- วีรบุรุษในนวนิยาย Starship Troopers (1959) ของโรเบิร์ต ไฮน์ไลน์ใช้ชุดรบหุ้มเกราะที่มีโครงกระดูกภายนอกซึ่งช่วยให้พวกเขาวิ่งและกระโดดขึ้นไปที่สูงได้โดยใช้เครื่องยนต์จรวดในตัว พร้อมด้วยอาวุธและอุปกรณ์อื่นๆ ที่หลากหลาย
- ในนวนิยายของ Stanislaw Lem เรื่อง Fiasco (1987) นักบิน Angus Parvis กำลังค้นหากลุ่มคนที่หายไป ซึ่งรวมถึงนักบิน Pirx หนึ่งในวีรบุรุษประจำของ Lem ในการค้นหา Parvis ใช้โครงกระดูกภายนอกรูปมนุษย์ขนาดยักษ์ (“ผู้เดินตัวใหญ่”) - Digrator
- ในจักรวาล Warhammer 40,000 โครงกระดูกภายนอก (หรือมากกว่านั้นคือเกราะพลังที่เทียบเท่ากับพวกมัน) ถูกใช้โดยพี่น้องการต่อสู้ของ Space Marines รวมถึง Sisters of Battle และกองทหารของจักรวรรดิเทาก็ใช้โครงกระดูกภายนอกหลายแบบ หน่วยลาดตระเวน XV15, XV25 พร้อมสนามลายพราง โจมตี XV8 “วิกฤต” ติดตั้งเครื่องยนต์ไอพ่นและอาวุธหลากหลายชนิด โครงกระดูกภายนอกสนับสนุนการยิง XV88 “ฝั่งโจมตี” (อันที่จริงเนื่องจากขนาด (สูง 3 เมตร) และการปรากฏตัว ของห้องโดยสาร XV8 “Crisis” และ XV88 “Broadside” ไม่สามารถถือเป็นโครงกระดูกภายนอกได้ แม้ว่าพวกมันจะมีชื่อคล้ายกับ XV15 และ XV25 “ชุดสูท”) ที่ติดตั้ง อาวุธอันทรงพลังและคำสั่งทดลอง exoskeleton XV22
- ในจักรวาลสตาร์คราฟต์ ทหารราบของ Terran (รวมถึงนักรบ Protoss) สวมชุดโครงกระดูกภายนอก
- ในจักรวาลของเกมซีรีส์ “Fallout” คุณสามารถใช้ “ เกราะพลัง" เกราะนี้ใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กในการจ่ายพลังงานให้กับมัน มันเพิ่มคลาสการป้องกันของตัวละครและความแข็งแกร่งของเขา
- เกม "Operation Silent Storm" และ "Operation Silent Storm: Sentinels" มีพื้นฐานมาจาก ประวัติศาสตร์ทางเลือกสงครามโลกครั้งที่สอง ซึ่งโครงกระดูกภายนอกของการต่อสู้ของ Panzerklein (บิดเบี้ยวในภาษาเยอรมัน) รวมอยู่ในกลุ่มอาวุธที่มีอยู่จริงในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ถังขนาดเล็ก) สามารถบรรทุกอาวุธได้หลากหลาย ( ปืนใหญ่เครื่องบิน ShKAS, ปืนต่อต้านรถถัง ฯลฯ)
- ในซีรีส์แอนิเมชัน Echo Platoon อุปกรณ์ทางทหารประเภทหลักคือเครื่องบินสะท้อน ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือโครงกระดูกภายนอก
- แนวคิดของโครงกระดูกภายนอกถูกนำมาใช้ในเกมคอมพิวเตอร์ S.T.A.L.K.E.R. " ซึ่งเป็นภาคต่อของ "S.T.A.L.K.E.R.: Clear Sky" และภาคต่อของ "S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat" โครงภายนอกช่วยให้คุณพกพาสิ่งของได้มากขึ้นและมีเกราะเพิ่มเติมให้ การป้องกันเพิ่มเติมจากความเสียหายทางกายภาพ แต่เนื่องจากความหนักและเทอะทะของโครงสร้าง การวิ่งเร็วจึงเป็นไปไม่ได้ อย่างไรก็ตาม ด้วยการปรับปรุงที่เหมาะสม การวิ่งจึงเป็นไปได้
- ฮีโร่จากการ์ตูนมาร์เวล "ไอรอนแมน" สร้างชุดโครงกระดูกภายนอกตามเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กที่เขาคิดค้น โครงกระดูกภายนอกเหล่านี้สามารถบินได้และติดตั้งอาวุธและอุปกรณ์หลากหลายชนิด
- ในภาพยนตร์เรื่อง "Throw of Cobra" (อังกฤษ. จี.ไอ. โจ: การเพิ่มขึ้นของงูเห่า) ตัวละครหลักใช้โครงกระดูกภายนอก (เหมือนกับที่นำเสนอในเกม "Crysis")
- ในภาพยนตร์เรื่อง “เขต 9” ตัวละครหลักหลบหนีการข่มเหงใช้โครงกระดูกภายนอกแม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวโดยธรรมชาติของการมีปฏิสัมพันธ์กับผู้ปฏิบัติงานนั้นสามารถเทียบเคียงได้กับรถถังที่ควบคุมจิตใจน้ำหนักเบา
- ในเกม "Crysis" และภาคต่อของมัน ทีมพิเศษแต่งกายด้วยโครงกระดูกภายนอก (โดยมีหลักการทำงานที่แตกต่างกันเล็กน้อย: มีแอมพลิฟายเออร์เชิงกล แต่แทนที่จะใช้ชุดเกราะธรรมดา จะใช้ชุดเกราะนาโนเทคโนโลยี) พวกเขาเพิ่มความแข็งแกร่งความสามารถในการมองไม่เห็นรวมถึงสารเติมแต่งกระตุ้นจำนวนหนึ่งที่สามารถเพิ่มความแข็งแกร่งและความเร็วของบุคคลได้หลายครั้ง การใช้ฟังก์ชันการทำงานของชุดโครงกระดูกภายนอกเป็นองค์ประกอบสำคัญของกลไกเกมในเกมคอมพิวเตอร์ "Crysis"
- ในเกม "มาตรา 8" ทหาร (ไม่ว่าจะเล่นเป็นนักสู้ Sector 8 หรือกบฏ) จะแต่งกายด้วยชุดโครงกระดูกภายนอก พวกมันมีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น ความเร็วเพิ่มขึ้น ความสามารถในการบินได้ไกลหลายเมตร และความสามารถในการใช้อุปกรณ์ใดๆ (รถถัง ปืน หุ่นยนต์)
- ในเกมคอมพิวเตอร์ "Chaser" มีภารกิจที่ดำเนินการอย่างสมบูรณ์ในโครงกระดูกภายนอก ในเกมนี้เป็นการออกแบบที่ค่อนข้างใหญ่และช้าซึ่งได้รับการชดเชยด้วยความจริงที่ว่ามันมีอาวุธที่ทรงพลัง - ปืนกลและเครื่องยิงลูกระเบิด นอกเหนือจากการปฏิบัติการทางทหารแล้ว โครงกระดูกภายนอกไม่ได้มีไว้สำหรับสิ่งอื่นใด - "แขน" ทั้งสองข้างนั้นติดตั้งไว้สำหรับปืนจริงๆ เป็นที่น่าสังเกตว่าการกระทำดังกล่าวเกิดขึ้นบนดาวอังคาร
- ในจักรวาลของเกม "Halo" ตัวละครหลักหัวหน้าใหญ่ (จอห์น-117) สวมชุดโครงกระดูกภายนอกมโยลนีร์ ซึ่งเป็นชุดอวกาศด้วย
- ในซีรีส์เกม Bet on Soldier โครงกระดูกภายนอกเป็นหนึ่งในหน่วยการต่อสู้หลัก
- ใน เกมโลหะ เกียร์แข็งโครงกระดูกภายนอกใช้สุนัขจิ้งจอกสีเทา
- ในภาพยนตร์เรื่อง “เดอะเมทริกซ์. โหลดใหม่" และ "เดอะเมทริกซ์ Revolution" ผู้คนใช้ Exoskeletons APU (หน่วยบุคลากรติดอาวุธ) เพื่อปกป้อง Zeon
- ในภาพยนตร์เรื่อง Avatar มีการใช้โครงกระดูกภายนอกเพื่อจุดประสงค์ทางทหารด้วย
- ในภาพยนตร์เรื่อง Aliens ผู้หมวดเอลเลน ริปลีย์ใช้อุปกรณ์โหลดโครงกระดูกภายนอกในการสู้รบครั้งสุดท้ายกับแม่เอเลี่ยน
- ในเกม "Alien vs. Predator" กองทหารของโลกใช้โครงกระดูกภายนอกสำหรับการต่อสู้ "Alice"
- ในเกมออนไลน์ Total Influence ทหารรับจ้างจะใช้ชุดเกราะ Tank Armor และ FEA (ชุดเกราะ Exo ตัวเมีย)
- ในเกม Killzone 3 หนึ่งในภารกิจจะเสร็จสิ้นโดยใช้โครงกระดูกภายนอกที่มีอาวุธในตัวและชุดเครื่องบินไอพ่น
- ในเกม Vanquish ตัวละครหลักสวมชุดโครงกระดูกภายนอกที่ติดตั้งเครื่องเร่งความเร็วไอพ่นและระบบขยายเวลา
- ในภาพยนตร์เรื่อง Spy Kids ตลอดเวลาในโลก" ตัวละครหลักใช้ "มือค้อน" และ "มือกระทืบ" ใช้เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งทางร่างกาย
- ในหนังสือชุด "โบราณ" โดย Sergei Tarmashev เครือจักรภพใช้โครงกระดูกภายนอกเป็นนักสู้ (โครงกระดูกภายนอกของไททัน 100 ตัวอยู่บนเรือประเภทไม่เปลี่ยนรูป)
- ในเกมคอมพิวเตอร์ F.E.A.R. บทที่ 3 ในบางบทมีโอกาสที่จะใช้หุ่นยนต์หุ้มเกราะซึ่งเป็นโครงกระดูกภายนอก
- ในเกมคอมพิวเตอร์ Chrome ทหารทุกคนจะติดตั้งโครงกระดูกภายนอก
- ในเกมคอมพิวเตอร์ Red Faction: Armageddon ตัวละครหลักสามารถควบคุม L.E.O. exoskeleton ซึ่งติดตั้งปืนกลหนักและ เครื่องยิงจรวดและสามารถโจมตีด้วย “มือซ้าย” ได้
- ในเกมคอมพิวเตอร์ แมสเอฟเฟ็กต์ 3 ถูกนำมาใช้ หุ่นยนต์ต่อสู้ Atlas ซึ่งเป็นโครงกระดูกภายนอกก็เป็นชุดเกราะของ Captain Shepard ซึ่งส่วนหนึ่งเป็นโครงกระดูกภายนอก (ความสามารถในการสร้างโมดูลอะดรีนาลีนในโมดูลเสริมความแข็งแกร่ง ฯลฯ )
- ในเกมคอมพิวเตอร์ Parkan และ Parkan 2 มีการใช้โครงกระดูกภายนอกในชุดต่อสู้
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
ลิงค์
- [email protected]: ชาวอเมริกันพร้อมที่จะวางโครงกระดูกภายนอกของทหารราบไว้บนสายพานลำเลียง
- ชุดช่วยเหลือพลังงานที่สวมใส่ได้
- ไอร์แลนด์ออนไลน์: ชายชาวญี่ปุ่นที่ต้องนั่งเก้าอี้รถเข็นมองดูชุดหุ่นยนต์ (อังกฤษ)
- สร้างไอรอนแมนที่แท้จริง
- เพนตากอนเตรียมพัฒนาซูเปอร์สูท
- inventors.about.com - โครงกระดูกภายนอก (อังกฤษ)
- LIFESUIT หุ่นยนต์โครงกระดูกภายนอก
ผลงาน
- “จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ ทำให้ฉันเป็นซุปเปอร์แมน" วิทยาศาสตร์เปลือย. ทำให้ฉันเป็นยอดมนุษย์ ) เป็นภาพยนตร์วิทยาศาสตร์ยอดนิยมที่ผลิตโดย National Geographic ในปี 2010
มูลนิธิวิกิมีเดีย
2010. ใครบ้างในพวกเราที่ไม่ต้องการมีชุดสูทในการกำจัดถาวรของเรา?- ตัวอย่างเช่นเขาจะสวมชุดสูทจากหนังสือการ์ตูน Marvel ชื่อเดียวกัน "Iron Man" และในไม่กี่วินาทีก็เอาชนะความเร็วของเสียงหรือด้วยมือเดียวในการจัดเรียงบ้านใหม่หรือในกรณีที่รุนแรงช่วยโลกจากการถูกทำลาย . “นิยาย นิยายวิทยาศาสตร์ และความฝันอันไพเราะ” คุณละทิ้งมัน แต่ความฝันเหล่านี้ไม่ได้ไกลอย่างที่คิด จินตนาการบางส่วนเหล่านี้สามารถแปลเป็นความจริงได้แล้วด้วยความช่วยเหลือของโครงกระดูกภายนอก
โครงกระดูกภายนอกคืออะไร?
Exoskeleton (แปลจากภาษาละตินว่า “โครงกระดูกภายนอก”) – อุปกรณ์ทางเทคนิคซึ่งสามารถเพิ่มความสามารถทางกายภาพของบุคคลได้ด้วยเฟรม หน้าที่หลักของโครงกระดูกภายนอกคือการสนับสนุน ร่างกายมนุษย์เมื่อเผชิญกับสิ่งของหนักๆ ก็รับ "การโจมตีหลัก" เข้าที่ตัวมันเอง
โครงกระดูกภายนอกสำหรับผู้ที่มี ความพิการ.
โครงกระดูกภายนอกมีลักษณะอย่างไร?
โครงสร้างโครงกระดูกภายนอกประกอบด้วยโครงหลักที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์และโครงสร้างท่อเพิ่มเติมสำหรับแขนและขา นอกจากนี้ยังมีโมเดลที่ชวนให้นึกถึงชุดอวกาศมากกว่า มีเซ็นเซอร์ความดันอยู่ภายในอุปกรณ์โดยมีส่วนควบคุมที่เกิดขึ้น
อย่างไรก็ตาม โครงกระดูกภายนอกไม่ใช่สิ่งใหม่ ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2433 วิศวกรชาวรัสเซีย Nikolai Yagn ได้จดทะเบียนสิทธิบัตรหลายฉบับในทิศทางนี้ ตามความคิดของเขา โครงกระดูกภายนอกควรจะทำให้การเดินและวิ่งง่ายขึ้นสำหรับบุคลากรทางทหาร Nikolai Ferdinandovich สามารถพิจารณาศักยภาพของการฟ้องร้องของเขาในกิจการทหารได้ นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์มีส่วนสนับสนุนเป็นพิเศษในการพัฒนาต่อไป โมเดลสมัยใหม่ได้ก้าวไปข้างหน้าอย่างแน่นอนในการพัฒนา แต่ขอบเขตของการใช้งานยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเลย: การใช้งานทางทหารและทางการแพทย์
ความก้าวหน้าไม่ได้หลับใหล: มนุษย์พิชิตอวกาศและ ความลึกของทะเลเทคโนโลยีมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ แต่เรายังไม่สามารถเอาชนะเวลาและโรคภัยไข้เจ็บทั้งหมดได้ ผู้คนจำนวนมากทั่วโลกเผชิญกับปัญหาเรื่องการเคลื่อนไหวที่จำกัด ยิ่งไปกว่านั้น สิ่งนี้ไม่เพียงเกี่ยวข้องกับผู้สูงอายุเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเด็กและผู้ใหญ่ด้วย โครงกระดูกภายนอกคืนความสามารถในการเคลื่อนย้ายไปยังผู้ที่สูญเสียมันไป
ในกิจการทหาร "โครงกระดูกภายนอก" ได้รับการพัฒนามากขึ้น โครงกระดูกภายนอกช่วยให้ทหารยึดครองภูเขาสูง บรรทุกสัมภาระ และปกป้องทหารจากการกระแทกและการบาดเจ็บ ทางเศรษฐกิจมากที่สุด ประเทศที่พัฒนาแล้วกำลังให้ทุนสนับสนุนการพัฒนาโครงกระดูกภายนอกอย่างแข็งขัน ญี่ปุ่นประสบความสำเร็จเป็นพิเศษในเรื่องนี้ โดยเตรียมโมเดลที่มีจิตใจที่ควบคุมได้
แม้ว่า โมเดลที่ทันสมัยเบาและราคาถูกกว่าต้นแบบมากวิศวกรยังไม่สามารถแก้ไขปัญหาทั้งหมดได้
- วัสดุ. นักวิทยาศาสตร์ไม่มีวัสดุจำนวนมากที่เหมาะกับพื้นฐานของโครงสร้าง มีทั้งเหล็กและอะลูมิเนียมแต่ไม่เหมาะกับการใช้งานระยะยาว อลูมิเนียมสะสมความเมื่อยล้าและเหล็กมีน้ำหนักมากซึ่งจะลดประสิทธิภาพของ "ชุดสูท" คาร์บอนไฟเบอร์มีประสิทธิภาพแต่มีราคาแพง
- โภชนาการ. โครงกระดูกภายนอกสามารถขับเคลื่อนโดยเครือข่ายไฟฟ้า (ไม่ใช่ตัวเลือกที่เคลื่อนที่ได้มากที่สุด) หรือกระเป๋าเครื่องยนต์เบนซิน (ไม่สะดวกและไม่ปลอดภัยในกิจการทหาร)
- การควบคุม: การเคลื่อนไหวโดยไม่ได้ตั้งใจหรือไม่พึงประสงค์ของผู้สวมใส่มักจะส่งผลร้ายแรง
เมื่อวานนี้ การบินไปดวงจันทร์เป็นความฝันของนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ที่สิ้นหวัง แต่ทุกวันนี้ นักบินอวกาศ "ทำสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ให้สำเร็จ" อย่างต่อเนื่อง ล่าสุดพวกเขาใช้บริการไปรษณีย์เพื่อสื่อสารกับญาติ ๆ และวันนี้ก็เพียงพอแล้วที่จะใช้ โทรศัพท์มือถือ- นิยาย ตำนาน และแนวคิดอันเหลือเชื่อของเมื่อวานกำลังกลายเป็นความจริงในปัจจุบัน โครงกระดูกภายนอกสมัยใหม่อาจยังห่างไกลจากการทำงานของชุดของโทนี่ สตาร์ก แต่ใครจะรู้ บางทีพรุ่งนี้อาจทำให้ชีวิตของเราง่ายขึ้น
แน่นอนว่าไม่ใช่ทุกคนที่สามารถหล่อเหลา ประสบความสำเร็จ และฉลาดได้เท่ากับมหาเศรษฐีโทนี่ สตาร์ก แต่ประชากรโลกเกือบทุกคนมีโอกาสที่จะกลายเป็นไอรอนแมนด้วยชุดพิเศษ หลังจากทั้งหมด โครงกระดูกภายนอกหยุดเป็นนิยายวิทยาศาสตร์มานานแล้ว และวันนี้เราจะมาพูดถึง 5ตัวจริงๆโมเดลของพวกเขา
ทาลอส
บริษัทเอกชนและบริษัทมหาชนหลายสิบแห่งจากสหรัฐอเมริกาและประเทศอื่นๆ ทั่วโลก รวมถึงสถาบันวิจัยที่ใหญ่ที่สุด กำลังทำงานในโครงการที่เรียกว่า พวกเขาตั้งใจที่จะสร้างชุดเกราะส่วนตัวสำหรับทหารแต่ละคน ซึ่งถึงแม้ว่ามันจะไม่ทำให้เขาคงกระพันอย่างสมบูรณ์ แต่ก็จะช่วยเพิ่มความสามารถทางกายภาพและโอกาสในการเอาชีวิตรอดระหว่างการต่อสู้ได้อย่างมากระบบ TALOS มีพื้นฐานมาจากโครงกระดูกภายนอกที่หุ้มเกราะ ซึ่งไม่เพียงแต่ปกป้องทหารจากกระสุนและเศษกระสุนเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เขาเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ สนามรบได้อย่างง่ายดายและอิสระด้วยอุปกรณ์ที่มีน้ำหนักมากถึง 45 กิโลกรัม
ชุด TALOS มีระบบดูแลสุขภาพของนักสู้ในตัว มีเซนเซอร์ตรวจจับจำนวนมาก สภาพร่างกายทหารและระบบปลอกแขนแบบพองจะหยุดเลือดอัตโนมัติเมื่อได้รับบาดแผล
ลักษณะที่แท้จริงของโครงกระดูกภายนอกของ TALOS ยังไม่ได้รับการเปิดเผย นอกจากนี้บน ในขณะนี้มีเพียงต้นแบบแรกเท่านั้นที่มีอยู่ ชุดสุดท้ายของชุดนี้คาดว่าจะได้รับการรับรองโดยกองทัพสหรัฐฯ ในปี 2561
เอ็กซ์โอเอส 2
XOS 2 เป็นผลงานของ Raytheon University of Salt Lake City โครงกระดูกภายนอกนี้เพิ่มความแข็งแกร่งของผู้สวมใส่อย่างมากและยังปกป้องเขาจากอิทธิพลภายนอกหลายประการอย่างไรก็ตาม XOS 2 exoskeleton ยังไม่มีเกราะ ชุดนี้มีไว้สำหรับนักโลจิสติกส์ทางทหารที่ต้องการบรรทุกของหนักเป็นหลัก นี่คือจุดที่ XOS 2 ดีจริงๆ นอกจากนี้ยังช่วยให้บุคคลสามารถทำลายกำแพงอิฐและทำลายคานไม้ได้
ข้อเสียเปรียบหลักของ XOS 2 คือปัญหาเกี่ยวกับความเป็นอิสระ โครงกระดูกภายนอกจะทำงานเมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานอัตโนมัติเท่านั้น แต่ Raytheon สัญญาว่าจะแก้ไขปัญหานี้ในชุดซูเปอร์สูทเวอร์ชันใหม่ โดยเพิ่มส่วนเสริมเกราะเพื่อปกป้องทหารจากอาวุธปืน
แขนขาช่วยเหลือแบบไฮบริด
ในขณะที่บางองค์กรกำลังทำงานเกี่ยวกับโครงร่างภายนอกสำหรับการใช้งานทางทหารเพื่อสร้างทหารที่สมบูรณ์แบบเพื่อสังหารศัตรู องค์กรอื่นๆ กำลังพัฒนาชุดที่ช่วยให้ผู้ป่วยและผู้ที่ได้รับบาดเจ็บจากการต่อสู้สามารถมีชีวิตที่สมบูรณ์ได้ตัวอย่างเช่น โครงกระดูกภายนอกถูกสร้างขึ้นโดยเฉพาะเพื่อการฟื้นฟูผู้ที่มีปัญหาเกี่ยวกับระบบกระดูกและกล้ามเนื้อ ช่วยให้พวกเขากลับมามีชีวิตที่กระฉับกระเฉงอีกครั้ง และบรรดาผู้ที่จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ไม่สามารถลุกขึ้นได้ รถเข็นคนพิการตอนนี้ทำได้แล้วหากไม่วิ่งด้วยความเร็ว แชมป์โอลิมปิกจากนั้นโดย อย่างน้อยเดินอีกครั้งและแม้แต่ปีนบันได
Hybrid Assistive Limb exoskeleton นั้นมีไว้สำหรับผู้สูงอายุเช่นกัน ซึ่งแม้แต่การไปร้านขายของชำก็กลายเป็นกระบวนการที่ยากและบางครั้งก็เป็นไปไม่ได้
เช่นเดียวกับกล้ามเนื้อในร่างกายมนุษย์ Hybrid Assistive Limb exoskeleton จะฟังสัญญาณไฟฟ้าชีวภาพที่เล็ดลอดออกมาจากสมองของมนุษย์
โมบิลสูท
ญี่ปุ่นยังคงไม่สามารถฟื้นตัวจากอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะ ซึ่งทำให้ทั้งโลกเสี่ยงต่อภัยพิบัติทางรังสี ประเทศ พระอาทิตย์ขึ้นจัดสรรเงินหลายพันล้านดอลลาร์เป็นประจำทุกปีเพื่อขจัดผลที่ตามมาจากเหตุการณ์นี้ และหนึ่งในขั้นตอนในการต่อสู้กับอุบัติเหตุก็คือการพัฒนาโครงกระดูกภายนอกของ Mobile Suitวิศวกรจากมหาวิทยาลัยสึคุบะได้พัฒนาโมบิลสูทสำหรับผลพวงของภัยพิบัติฟุกุชิมะโดยเฉพาะ โครงกระดูกภายนอกนี้มีพื้นฐานมาจาก Hybrid Assistive Limb ที่ได้กล่าวไปแล้ว แบบจำลองที่ประสบความสำเร็จในการช่วยเหลือผู้สูงอายุและผู้พิการได้กลายเป็นชุดเต็มเปี่ยมที่เพิ่มความแข็งแกร่ง ป้องกันฝุ่นกัมมันตภาพรังสี และประหยัดจากความร้อนสูงเกินไป
แต่สิ่งที่น่าสนใจที่สุดเกี่ยวกับโครงกระดูกภายนอกของ Mobile Suit ก็คือ มันดูเหมือนชุด Iron Man จริงๆ
ฉีกอากาศด้วยความเร็วของเสียงและพุ่งไปยังขอบฟ้า โดยเหยียดแขนออกไปทางด้านข้างของคุณ ชุดเหล็ก- อยู่ที่ไหนก็ได้ในพริบตา โลกโดยไม่ต้องนั่งรถติด บินโดยไม่มีปีกโดยไม่ต้องขึ้นเครื่องบินหรืออะไรที่แข็งแกร่งกว่า ให้คนที่ไม่อยากอยู่แทนโทนี่ สตาร์คในช่วงเวลาอันเป็นดาราของเขา ขว้างก้อนหินใส่ฉัน (แน่นอน ในชุดสูท) ไอรอนแมน- ความฝันบางส่วนจะสามารถเป็นจริงได้ด้วยโครงกระดูกภายนอก ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถเพิ่มความสามารถของบุคคล (ส่วนใหญ่เป็นความแข็งแกร่งทางร่างกายและกล้ามเนื้อ) เนื่องจากกรอบภายนอก เราจะบอกคุณในเนื้อหานี้ว่าอุปกรณ์นี้คืออะไร มีการพัฒนาอะไรบ้าง และเทคโนโลยีจะพัฒนาอย่างไรในอนาคต
จากยางยืดสู่ “มนุษย์เหล็ก”
วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีคือการแข่งขันอันดุเดือดของความเฉลียวฉลาดระหว่างมนุษย์กับธรรมชาติ โดยไม่มีการกล่าวเกินจริง ตลอดประวัติศาสตร์ที่ผ่านมา มนุษย์พยายามสร้างโลกรอบตัวใหม่เพื่อให้เหมาะกับความต้องการของเขา ที่ไหนสักแห่งที่เขาประสบความสำเร็จ มักจะไม่เป็นอันตรายต่อธรรมชาติ คุณต้องมองเธอที่ไหนสักแห่ง และในขณะที่สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่มีโครงกระดูกภายนอกในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง แต่มนุษย์ไม่มี แต่ไม่มีปีกเหรอ?
ปัจจุบัน โครงกระดูกภายนอกหมายถึงชุดจักรกลหรือชิ้นส่วนที่มีความสูงไม่เกิน 2–2.5 เมตร ถัดมาเป็น "โมบิลสูท" เครื่องจักร และหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ขนาดยักษ์อื่นๆ
เช่นเดียวกับสิ่งอื่นๆ ในชีวิตของเรา โครงกระดูกภายนอกกำลังค่อยๆ ข้ามพรมแดนที่แยกความฝันอันบ้าคลั่งและชีวิตประจำวันออกจากกัน เดิมทีเป็นเพียงความคิด แนวคิด ตำนาน และตำนานเท่านั้น นิยายวิทยาศาสตร์วันนี้โครงกระดูกภายนอกเวอร์ชันใหม่ปรากฏขึ้นเกือบทุกสัปดาห์
นักประดิษฐ์คนแรกของโครงกระดูกภายนอกถือเป็น "วิศวกรเครื่องกล" ชาวรัสเซีย Nikolai Ferdinandovich Yagn ซึ่งจดทะเบียนสิทธิบัตรหลายฉบับในหัวข้อนี้ย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษที่ 1890 เขาอาศัยอยู่ในอเมริกา ที่ซึ่งอันที่จริงเขาได้จดสิทธิบัตรการอัศจรรย์ของเขา แสดงปาฏิหาริย์ในนิทรรศการ และเมื่อกลับมา ที่ดินพื้นเมืองคิดค้นใหม่ โครงกระดูกภายนอกของเขาควรจะทำให้การเดิน วิ่ง และกระโดดง่ายขึ้นสำหรับทหารตั้งแต่แรก ถึงกระนั้นอัจฉริยะชาวรัสเซียก็มองเห็นศักยภาพของมัน อำนาจทางทหารอุปกรณ์ที่คล้ายกัน
นิโคเลย์
เฟอร์ดินันโดวิช ยักเอ็น
นอกจากโครงกระดูกภายนอกแล้ว Yagn ยังพัฒนาม่านระบายความร้อน มอเตอร์ไฮดรอลิก ใบพัดแบบแกว่ง เครื่องฆ่าเชื้อกาโลหะ และอุปกรณ์อื่น ๆ
ฮาร์ดิแมน
อย่าปฏิเสธว่านักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์มีส่วนช่วยในการพัฒนาโครงกระดูกภายนอกอย่างมหาศาลและมหาศาล ในปีพ.ศ. 2502 หลังจากนวนิยายชื่อดังของโรเบิร์ต ไฮน์ไลน์ สตาร์ชิป ทรูเปอร์ส“ทุกคนเห็นได้ชัดว่าชุดโครงภายนอกเป็นอนาคตของการปฏิบัติการทางทหารและอื่นๆ อีกมากมาย และเราไปกัน
โครงกระดูกภายนอกชุดแรกถูกสร้างขึ้นโดยบริษัทเจเนอรัล อิเล็กทริก โดยได้รับการสนับสนุนจากกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ในทศวรรษปี 1960 ฮาร์ดิแมนหนัก 680 กิโลกรัมและสามารถยกของหนักได้ถึง 110 กิโลกรัม ด้วยความทะเยอทะยานอันยิ่งใหญ่ - และพวกเขาต้องการใช้มันใต้น้ำและในอวกาศและเพื่อบรรทุกหัวรบและแท่งนิวเคลียร์ - มันแสดงให้เห็นว่าไม่ ในวิธีที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้- พวกเขาลืมเขาไปอย่างสะดวก
อุปกรณ์ "pedomotor" ชวนให้นึกถึงโครงกระดูกภายนอกโดยนักประดิษฐ์ Leslie S. Kelly ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 1917
เก้าปีต่อมา Miomir Vukobratovic จากเบลเกรด ยูโกสลาเวีย ได้สาธิตโครงกระดูกภายนอกสำหรับเดินแบบขับเคลื่อนได้ครั้งแรก โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้ผู้ที่เป็นโรคอัมพาตขาสามารถเดินได้ อุปกรณ์นี้ใช้ระบบขับเคลื่อนแบบนิวแมติก นักวิทยาศาสตร์โซเวียตจากสถาบันกลางแห่งการบาดเจ็บและกระดูกและข้อที่ได้รับการตั้งชื่อตาม N. N. Priorov ได้ริเริ่มโครงการแรกในการพัฒนาโครงกระดูกภายนอกร่วมกับเพื่อนร่วมงานยูโกสลาเวียตามผลงานของ Vukobratovich แต่ด้วยจุดเริ่มต้นของเปเรสทรอยก้าโครงการจึงปิดตัวลงและไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนาโครงกระดูกภายนอกที่เป็นความลับ แต่ทุกอย่างเป็นไปด้วยดีกับการสำรวจอวกาศ
ใน เวลาที่ต่างกันวี ประเทศต่างๆช่างฝีมือพยายามสร้างรพด้วยตัวเอง เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆแต่เนื่องจากอุปสรรคหลายประการ (ซึ่งเราจะพูดถึงในภายหลัง) สิ่งนี้จึงเป็นไปได้ยากมาก การขาดทรัพยากรพลังงาน การเติบโตช้าของความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การพัฒนาวัสดุศาสตร์และวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ รวมถึงการพัฒนาคอมพิวเตอร์คอมพิวเตอร์และไซเบอร์เนติกส์ ซึ่งคลื่นลูกนี้เพิ่มขึ้นเมื่อประมาณ 30 ปีที่แล้ว ทั้งหมดนี้ชะลอตัวลง การพัฒนาของโครงกระดูกภายนอก ไม่ต้องสงสัยเลยสิ่งนี้ เทคโนโลยีที่ซับซ้อนที่ผู้คนยังไม่เชี่ยวชาญ
ปัญหาเกี่ยวกับโครงกระดูกภายนอก
มีวัสดุไม่มากนักบนโลกใบนี้ที่คุณสามารถสร้างกรอบแข็งได้และจะไม่ทำให้น้ำหนักของวัตถุรุนแรงขึ้น ไม่ว่าในกรณีใด มีไม่มาก แต่เมื่อพิจารณาถึงการบินอวกาศ การพัฒนาทางทหาร การพัฒนาวัสดุศาสตร์ นาโนเทคโนโลยี และพื้นที่ที่น่าสนใจอื่น ๆ อีกนับสิบ มนุษยชาติก็ค่อยๆ ก้าวข้ามอุปสรรคทีละอย่าง ใน จุดเริ่มต้นของ XXIศตวรรษ ความสนใจในโครงกระดูกภายนอกพลุ่งพล่านด้วยพลังอันน่าทึ่งและยังคงลุกลามมาจนถึงทุกวันนี้ แต่ก่อนอื่น เรามาพูดถึงปัญหาหลักที่ผู้สร้างโครงกระดูกภายนอกต้องเผชิญก่อน
หากเราแยกโครงกระดูกภายนอกสมมุติออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ เราจะมี: แหล่งพลังงาน โครงกระดูกเชิงกล และ ซอฟต์แวร์- และถ้าทุกอย่างชัดเจนในสองจุดสุดท้ายและแทบไม่มีปัญหาเหลืออยู่เลยก็แสดงว่าแหล่งพลังงานนั้น ปัญหาร้ายแรง- การมีแหล่งพลังงานปกติ วิศวกรไม่เพียงแต่สามารถสร้างโครงกระดูกภายนอกเท่านั้น แต่ยังรวมเข้ากับชุดอวกาศและเครื่องบินเจ็ตแพ็คได้ด้วย ผลลัพธ์น่าจะเป็นชุด Iron Man แต่ Tony Stark ตัวใหม่ยังไม่ปรากฏ
แหล่งพลังงานขนาดกะทัดรัดในปัจจุบันสามารถให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้เพียงไม่กี่ชั่วโมงแก่โครงกระดูกภายนอก ถัดไปคือการพึ่งพาสายไฟ แบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำไม่ได้และแบบชาร์จใหม่ได้มีข้อจำกัด เช่น ต้องเปลี่ยนหรือชาร์จช้า ตามลำดับ เครื่องยนต์สันดาปภายในต้องมีความน่าเชื่อถือสูงแต่ไม่ได้มีขนาดกระทัดรัดเป็นพิเศษ ยิ่งกว่านั้นในกรณีหลังคุณจะต้องมี ระบบเพิ่มเติมการระบายความร้อนและเครื่องยนต์สันดาปภายในนั้นกำหนดค่าได้ยากสำหรับการปล่อยไอเสียทันที ปริมาณมากพลังงาน. เซลล์เชื้อเพลิงเคมีไฟฟ้าสามารถเติมเชื้อเพลิงได้อย่างรวดเร็ว เชื้อเพลิงเหลว(เช่น เมทานอล) และให้พลังงานที่จำเป็นและปล่อยออกมาในทันที แต่ทำงานที่สูงมาก อุณหภูมิสูง- 600 องศาเซลเซียส - ค่อนข้างมาก อุณหภูมิต่ำสำหรับแหล่งพลังงานดังกล่าว ด้วยสิ่งนี้ "มนุษย์เหล็ก" ก็จะกลายเป็นฮอทด็อก
น่าแปลกที่วิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับปัญหาเชื้อเพลิงสำหรับโครงกระดูกภายนอกในอนาคตอาจเป็นไปไม่ได้มากที่สุด: การส่งสัญญาณไร้สายพลังงาน. มันสามารถแก้ปัญหาได้หลายอย่าง เนื่องจากสามารถส่งผ่านจากเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ตามอำเภอใจ (รวมถึงเครื่องนิวเคลียร์ด้วย) แต่อย่างไร? คำถามเปิดอยู่
โครงกระดูกภายนอกชุดแรกทำจากอลูมิเนียมและเหล็ก ซึ่งมีราคาไม่แพงและใช้งานง่าย แต่เหล็กนั้นหนักเกินไป และโครงกระดูกภายนอกก็ต้องทำงานเพื่อยกมันขึ้นมาด้วย น้ำหนักของตัวเอง- ตามนั้น เมื่อไหร่. น้ำหนักมากประสิทธิภาพของมันก็จะลดลง อลูมิเนียมอัลลอยด์ค่อนข้างเบาแต่สะสมความเมื่อยล้า ซึ่งหมายความว่าไม่เหมาะเป็นพิเศษสำหรับการรับน้ำหนักมาก วิศวกรกำลังค้นหาแสงสว่างและ วัสดุที่ทนทานเช่น ไทเทเนียมหรือคาร์บอนไฟเบอร์ พวกเขาจะมีราคาแพงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่จะให้ประสิทธิผลของโครงกระดูกภายนอก
ไดรฟ์ก่อให้เกิดปัญหาเฉพาะ กระบอกไฮดรอลิกมาตรฐานมีกำลังเพียงพอที่จะรับมือ ความแม่นยำสูงแต่หนักและต้องใช้ท่อและท่อจำนวนมาก ในทางกลับกัน ระบบนิวแมติกส์นั้นคาดเดาไม่ได้มากเกินไปในแง่ของการจัดการการเคลื่อนไหว เนื่องจากสปริงก๊าซอัดและแรงปฏิกิริยาจะดันแอคทูเอเตอร์
อย่างไรก็ตาม เซอร์โวแบบอิเล็กทรอนิกส์ตัวใหม่กำลังได้รับการพัฒนาซึ่งจะใช้แม่เหล็กและให้การเคลื่อนไหวที่ตอบสนองในขณะที่ใช้พลังงานน้อยที่สุดและมีขนาดเล็ก คุณสามารถเปรียบเทียบสิ่งนี้กับการเปลี่ยนจากตู้รถไฟไอน้ำไปเป็นรถไฟได้ ให้เราทราบถึงความยืดหยุ่นที่ข้อต่อควรมี แต่ที่นี่ปัญหาของโครงกระดูกภายนอกสามารถแก้ไขได้โดยนักพัฒนาชุดอวกาศ พวกเขายังจะช่วยคุณหาวิธีปรับชุดสูทให้เข้ากับขนาดของผู้สวมใส่อีกด้วย
ควบคุม
ความท้าทายเฉพาะในการสร้างโครงกระดูกภายนอกคือการจัดการและการควบคุมการเคลื่อนไหวที่มากเกินไปและไม่พึงประสงค์ คุณไม่สามารถไปสร้างโครงกระดูกภายนอกที่มีความเร็วปฏิกิริยาเท่ากันสำหรับสมาชิกแต่ละคนได้ กลไกดังกล่าวอาจเร็วเกินไปสำหรับผู้ใช้ แต่การทำให้ช้าเกินไปนั้นไม่ได้ผล ในทางกลับกัน คุณไม่สามารถพึ่งพาผู้ใช้และไว้วางใจเซ็นเซอร์ในการอ่านความตั้งใจจากการเคลื่อนไหวของร่างกาย: การไม่ประสานกันของการเคลื่อนไหวของผู้ใช้และชุดสูทจะนำไปสู่การบาดเจ็บ ทั้งสองอย่างจำเป็นต้องถูกจำกัด รักษาการฝ่าย- วิศวกรกำลังเกาหัวในการแก้ไขปัญหานี้ นอกจากนี้จะต้องตรวจจับการเคลื่อนไหวโดยไม่ได้ตั้งใจหรือไม่พึงประสงค์ล่วงหน้าเพื่อไม่ให้การจามหรือไอโดยไม่ตั้งใจไม่นำไปสู่การเรียกรถพยาบาล
โครงกระดูกภายนอกและอนาคต
ในปี 2010 Sarcos และ Raytheon ร่วมกับกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ได้สาธิตโครงกระดูกภายนอกสำหรับการต่อสู้ XOS 2 โดยต้นแบบตัวแรกออกมาเมื่อสองปีก่อน แต่ไม่ได้ก่อให้เกิดความปั่นป่วน แต่ XOS 2 กลับกลายเป็นว่าเจ๋งมาก นิตยสารไทม์รวมโครงกระดูกภายนอกไว้ในรายชื่อนวัตกรรมทางทหารที่ดีที่สุดห้าประการแห่งปี ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา วิศวกรชั้นนำของโลกก็ได้ใช้สมองของตนอย่างเต็มที่เพื่อสร้างโครงกระดูกภายนอกที่สามารถสร้างความได้เปรียบในสนามรบได้ และภายนอกด้วย
วันนี้เรามีอะไรบ้าง?
โครงกระดูกภายนอกนี้เปิดตัวในปี 2554 และออกแบบมาสำหรับผู้พิการ ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2556 มีการเปิดตัว ReWalk Rehabilitation เวอร์ชันอัปเดต และในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2557 FDA ได้อนุมัติการใช้โครงกระดูกภายนอกในที่สาธารณะและที่บ้าน จึงเป็นการเปิดช่องทางในเชิงพาณิชย์ ระบบมีน้ำหนักประมาณ 23.3 กิโลกรัม ทำงานบน Windows และมี 3 โหมด คือ เดิน นั่ง และยืน ราคา: จาก 70 ถึง 85,000 ดอลลาร์
ชุดโครงกระดูกภายนอกของกองทัพเหล่านี้กำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนา (XOS 3 ต่อไป) หนักประมาณ 80 กิโลกรัม และให้เจ้าของยกเพิ่มได้อีก 90 กิโลกรัมอย่างง่ายดาย รุ่นใหม่ล่าสุดชุดนี้เคลื่อนที่ได้มากจนทำให้คุณสามารถเล่นกับลูกบอลได้ ตามที่ผู้ผลิตระบุไว้ XOS หนึ่งตัวสามารถแทนที่ทหารสามคนได้ บางทีโครงกระดูกภายนอกรุ่นที่สามอาจจะใกล้เคียงกับสิ่งที่เราเห็นบนหน้าจอภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์มากขึ้น ปีที่ผ่านมา- อนิจจาในขณะที่เขาถูกผูกไว้กับ แหล่งภายนอกโภชนาการ
Human Universal Load Carrier เป็นผลงานการสร้างสรรค์ของบริษัท Lockheed Martin ที่มีชื่อเสียงร่วมกับ Berkeley Bionics โครงกระดูกภายนอกนี้มีไว้สำหรับทหารด้วย พื้นฐานคือแบตเตอรี่ไฮดรอลิกและลิเธียมโพลีเมอร์ การโหลดโครงด้านนอกอย่างถูกต้องจะทำให้ผู้ใช้สามารถบรรทุกสินค้าส่วนเกินได้ถึง 140 กิโลกรัม คาดว่าทหารจะสามารถใช้ HULC a la "รถบรรทุกฉันและเพื่อน" ได้เป็นเวลา 72 ชั่วโมง การพัฒนาดำเนินไปอย่างเต็มกำลัง จึงไม่น่าแปลกใจที่ HULC อาจเป็นกลุ่มแรกที่เข้าให้บริการกับสหรัฐอเมริกา
ExoHiker, ExoClimber และ eLEGS (Ekso)
ต้นแบบดังกล่าวคือ Berkeley Bionics อีกครั้ง ซึ่งออกแบบมาเพื่อทำงานต่างๆ ประการแรกควรจะช่วยให้นักเดินทางบรรทุกของได้มากถึง 50 กิโลกรัม เปิดตัวเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2548 และมีน้ำหนักประมาณ 10 กิโลกรัม เมื่อพิจารณาจากแผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็ก สามารถทำงานได้นานมาก ExoClimber มีน้ำหนักเพิ่มจาก ExoHiker 10 กิโลกรัม ซึ่งช่วยให้ผู้สวมใส่สามารถกระโดดและปีนบันไดได้ ในปี 2010 การพัฒนาของ Berkeley Bionics ส่งผลให้เกิด eLEGS ระบบนี้เป็นโครงกระดูกภายนอกแบบไฮดรอลิกที่ช่วยให้ผู้ป่วยที่เป็นอัมพาตสามารถเดินและยืนได้ ในปี 2011 eLEGS ได้เปลี่ยนชื่อเป็น Ekso เขาหนัก 20 กิโลกรัม และเคลื่อนไหวไปด้วย ความเร็วสูงสุดที่ความเร็ว 3.2 กม./ชม. และวิ่งได้ 6 ชั่วโมง
โครงกระดูกภายนอกที่น่าตื่นเต้นอีกอันจากผู้ผลิตหุ่นยนต์ญี่ปุ่น Cyberdyne มีวัตถุประสงค์เพื่อให้คนพิการสามารถเดินได้ มีสองสายพันธุ์หลัก: HAL-3 และ HAL-5 นับตั้งแต่นำเสนอในปี 2554 ภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งปี HAL ได้รับการยอมรับมากกว่า 130 คน สถาบันการแพทย์ทั่วประเทศ อย่างไรก็ตาม การทดสอบจะดำเนินต่อไปตลอดปี 2014 และอาจเป็นปี 2015 ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2556 HAL ได้รับรางวัล Carte Blanche เพื่อใช้เป็นหุ่นยนต์ทางการแพทย์ในยุโรป รุ่นใหม่ล่าสุดชุดมีน้ำหนักประมาณ 10 กิโลกรัม
ค่าใช้จ่ายเฉลี่ยของโครงกระดูกภายนอกทางการแพทย์ -
90,000 ดอลลาร์
นอกจากโครงกระดูกภายนอกแบบเต็มตัวที่จริงจังแล้ว โครงกระดูกภายนอกที่มีจำนวนจำกัดซึ่งออกแบบมาเพื่อทำงานเฉพาะด้านก็กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ตัวอย่างเช่น ในเดือนสิงหาคมปีนี้ มีการแสดงเก้าอี้เสริมเก้าอี้ไร้เก้าอี้ เพื่อให้คุณนั่งขณะยืนได้ Daewoo และ Lockheed Martin สาธิตโครงกระดูกภายนอกให้กับคนงานในอู่ต่อเรืออย่างอิสระ อุปกรณ์เหล่านี้ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถบรรทุกสิ่งของหรือเครื่องมือที่มีน้ำหนักได้ถึง 30 กิโลกรัมโดยไม่ต้องออกแรงดึงมากเกินไป
ในรัสเซีย การพัฒนาโครงกระดูกภายนอกที่เรียกว่า "ExoAtlet" กำลังได้รับการพัฒนาโดยทีมนักวิทยาศาสตร์ที่รวมตัวกันที่สถาบันวิจัยกลศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก พวกเขายังคงพัฒนา Vukobratovich ซึ่งเริ่มต้นในสหภาพโซเวียตซึ่งเราได้กล่าวไว้ข้างต้น โครงกระดูกภายนอกที่ทำงานชุดแรกของทีมนี้ได้รับการพัฒนาสำหรับเจ้าหน้าที่ฉุกเฉิน นักดับเพลิง และเจ้าหน้าที่กู้ภัย ด้วยน้ำหนัก 12 กิโลกรัม การออกแบบช่วยให้ ความพยายามพิเศษบรรทุกสินค้าได้มากถึง 100 กิโลกรัม บริษัทวางแผนที่จะพัฒนาโมเดลพลังงาน ExoAtler-A ซึ่งจะช่วยให้สามารถรับน้ำหนักได้มากถึง 200 กิโลกรัม รวมถึงโครงกระดูกภายนอกทางการแพทย์สำหรับการฟื้นฟูสมรรถภาพของผู้พิการ
สิ่งที่เครื่องแต่งกายเหล่านี้มีเหมือนกันคือส่วนใหญ่จะถูกนำเสนอเป็นรูปแบบต้นแบบ ซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะปรับปรุง ซึ่งหมายความว่าการทดสอบภาคสนามรออยู่ ซึ่งหมายความว่าจะมีรุ่นใหม่ ซึ่งหมายความว่าพวกเขาคืออนาคต ยังเร็วเกินไปที่จะบอกว่าสามารถซื้อโครงกระดูกภายนอกที่ใช้งานได้และมีประโยชน์ในตลาดมืด แต่มีการเริ่มต้นแล้ว และการพัฒนาทิศทางนี้กำลังเข้าสู่กระแสหลักในวงกว้างอย่างมั่นใจ เรายังห่างไกลจากเครื่องแต่งกายของ Tony Stark แต่อะไรที่ทำให้เราไม่เพลิดเพลินกับภาพยนตร์ที่น่าทึ่ง? แฟน ๆ ของการประลองที่น่าตื่นเต้นที่เกี่ยวข้องกับโครงกระดูกภายนอกมักจะมีอะไรให้ดู: “เอเลี่ยน” (1986), “ไอรอนแมน” (2551), “อวาตาร์” (2552), “District No. 9” (2552), “The Avengers” ( 2555), “ Elysium” (2013), “ Edge of Tomorrow” (2014)
สิ่งหนึ่งที่แน่นอนก็คือ โครงกระดูกภายนอกจะอยู่ทุกหนทุกแห่งในอนาคต พวกเขาจะช่วยให้นักบินอวกาศของเราสำรวจดาวอังคาร สร้างอาณานิคมแรกๆ และท่องอวกาศได้อย่างสะดวกสบาย พวกมันจะถูกใช้ในส่วนการทหาร เนื่องจากโดยค่าเริ่มต้นพวกมันจะทำให้ทหารมีความแข็งแกร่งเหนือมนุษย์ พวกเขาจะเปิดโอกาสให้ได้ย้ายไปยังผู้ที่สูญเสียมันไปอย่างเต็มที่ สักวันหนึ่งชุด Iron Man ก็จะกลายเป็นของจริง เช่นเดียวกับทุกสิ่งที่คุณเห็นรอบตัวคุณ
“เอ็กโซแอทเลท”
- Agibalov มิคาอิล Pavlovich - ชีวประวัติ
- ชาวกรีก ทหารผ่านศึกสงครามโลกครั้งที่สอง วีรบุรุษแห่งสหภาพโซเวียต จากชีวประวัติของวีรบุรุษ
- จอมพลแอล. เอ. โกโวรอฟ ผู้ปลดปล่อยแห่งเลนินกราด วีรบุรุษของคุณ ประวัติโดยย่อของ Leningrad Govorov
- ตราแผ่นดินของจังหวัดของจักรวรรดิรัสเซีย ตราแผ่นดินของเมืองของจักรวรรดิรัสเซียพร้อมคำอธิบาย