Экзоскелетные перчатки помогли сыграть на пианино
Японские инженеры создали мягкие экзоскелетные перчатки с пневматическим управлением. В отличие от жесткого экзоскелета, они сохраняют подвижность пальцев и не мешают шевелить ими самостоятельно. С помощью таких перчаток можно проводить медицинскую реабилитацию или чему-то обучаться, например игре на пианино. Статья опубликована в журнале IEEE Transactions on Haptics.
Искусственный экзоскелет — это внешний каркас, надеваемый на тело (или часть тела) и сопровождающий движения человека. Экзоскелеты бывают пассивные (стабилизируют движения или перераспределяют усилия) и активные (при помощи двигателей добавляют силы мышцам). Потенциально это может массово применяться для переноски тяжестей, реабилитации инвалидов и военными. Развитие экзоскелетов сдерживается отсутствием компактных источников энергии, но уже сейчас им есть ограниченное применение. Например, с их помощью можно облегчать бег, а недавно в Америке сделали пробную серию устройств для помощи грузчикам.
Нобухиро Такахаши (Nobuhiro Takahashi) и его коллеги сделали экзоскелет в виде перчатки, при помощи которой можно управлять движением пальцев. В нем почти нет твердых деталей, и он свободно сгибается в любом месте. Экзоскелет крепится на первые и последние фаланги пальцев, на запястья и на плечи. Между этими опорными деталями к каждому пальцу протянуты тяги от искусственных пневматических мышц, как сгибающих, так и разгибающих.
Перчатка имеет силу сжатия около восьми ньютонов (0,8 килограмм-сил) на каждый палец, и позволяет менять направление движения примерно 10 раз в секунду. В отличие от жестких конструкций, этот экзоскелет не ограничивает движения и не мешает даже в случае, если надет в выключенном состоянии.
Создатели видят устройству два основных применения. Во-первых, она может помочь в реабилитации после паралича или атрофии, как непосредственно, для усиления руки, так и разрабатывая живую кисть. Во-вторых, по мнению ученых, такой экзоскелет может помочь в обучении тем видам спорта или искусства, где требуется ловко шевелить пальцами. Например, если надеть эту перчатку, поднести ее к клавишам пианино и активировать программу, то рука сама начнет играть, как демонстрируют создатели в видеоролике. За счет этого можно будет запомнить правильные движения и постепенно начинать делать их самому, сначала одновременно с экзоскелетом, а затем и без него.
Ранее при помощи экзоскелетной перчатки от Sony люди уже играли на пианино, но ее конструкция жесткая, оставляет меньше свободы и развивает меньшее усилие. Кроме того, существует много технических средств, ускоряющих реабилитацию. Например, виртуальная реальность помогает при терапии последствий инсульта, а электростимуляция спинного мозга возвращает парализованным возможность ходить.
Василий Зайцев
При этом не потребуется демонтаж и разборка
Инженеры GE Aerospace Research разработали мягкого робота Sensiworm для обследования технического состояния авиационных двигателей. Робот способен ползать подобно гусенице по вертикальным поверхностям и даже потолку, передавая оператору видеоизображение в реальном времени. С помощью Sensiworm технические специалисты смогут оценивать текущее состояние авиамоторов без необходимости их демонтажа с самолета, сообщает New Atlas. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Современные турбовентиляторные двигатели требуют регулярного обслуживания. Они состоят из огромного количества деталей, тщательно изучить состояние которых без снятия двигателя с самолета даже с помощью эндоскпов (бороскопов) порой невозможно. При этом демонтаж мотора и его последующая разборка занимают много времени, в течение которого самолет простаивает на земле. Поэтому инженеры давно работают над альтернативными способами обследования авиадвигателей изнутри без их демонтажа. Одна из таких разработок принадлежит инженерам исследовательского отдела компании General Electric GE Aerospace Research, которые совместно с сотрудниками Университета Бингемтона разработали мягкого робота Sensiworm (Soft ElectroNics Skin-Innervated Robotic Worm) для обследования технического состояния авиационных двигателей изнутри. Вытянутый корпус Sensiworm состоит из мягкого полимерного материала, который способен растягиваться и сокращаться с помощью источника давления. Способ передвижения Sensiworm напоминает движения гусеницы пяденицы. Робот может передвигаться не только по горизонтальным и вертикальным поверхностям, но также и по потолку. Для этого он использует две присоски, расположенные в передней и задней части корпуса. Таким образом Sensiworm может добраться до труднодоступных мест внутри двигателя, включая лопатки компрессоров и турбин. https://www.youtube.com/watch?v=_Mks06p0KVo Внутри автономной версии Sensiworm, помимо собственных источников питания, давления и бортового компьютера, находится камера с источником света, а также другие сенсоры, необходимые сервисным специалистам. Робот может автоматически обнаруживать и обходить препятствия (технических деталей того, как это происходит, разработчики пока не сообщают). По словам создателей Sensiworm, робот должен выполнять роль дополнительных глаз и ушей, исследуя внутренности авиадвигателей на предмет неисправностей, коррозии и повреждения теплоизоляционного покрытия. Разработчики считают, что в будущем он сможет не только передавать изображение интересующих участков в реальном времени, выполняя роль продвинутого варианта бороскопа, но и сможет производить мелкий ремонт. Внутренней инспекции требуют не только такие сложные устройства как авиадвигатели, но даже трубопроводы. Китайские инженеры разработали миниатюрного робота для инспекции внутреннего состояния трубопроводов диаметром меньше сантиметра. Робот состоит из цилиндрических модулей, приводимых в движение актуаторами на основе диэлектрических эластомеров.