Российские ученые научили протезы ходить, а роботов - отливать металл
Шаги с роботом
Ученые Севастопольского государственного университета (СевГУ) разработали умный протез ноги, "угадывающий" движения. Он способен выполнять биоподобные движения. Опытный образец готов к лабораторным испытаниям, сначала на стенде, а затем - с привлечением волонтеров.
На вид протез не больше голени взрослого человека. В основе - прочная металлическая "кость", а внутри скромного по размерам корпуса уместились двигатель, демпфер, контроллеры, микрокомпьютер и аккумуляторы. Все устройство весит около 10 килограмм. Однако при ходьбе придется только поднимать и опускать протез, все остальные функции машина выполнит сама.
Как рассказал "РГ" автор проект, доцент кафедры технической механики и машиноведения СевГУ Александр Поляков, речь о создании активного трансфеморального протеза, который используется при ампутации нижних конечностей выше коленного сустава. В отличие от широко распространенных механических и полуактивных протезов, он имеет источник энергии и способен выполнять повороты сустава.
Работа устройства построена на обработке информации с датчиков и прогнозировании следующего движения, которое надо сделать в зависимости от фазы ходьбы. Это шаги по ровной и наклонной поверхностям, подъем и спуск по лестнице, а также движения, которые человек выполняет, садясь и вставая.
"В стопе установлены датчики давления и резистор изгиба, - рассказывает Александр Поляков. - Также используются инерционные датчики, которые определяют положение бедренного и голенного компонентов в пространстве. По информации от сенсоров создается образ фазы ходьбы, и мы можем прогнозировать следующее движение. Двигатель будет помогать инвалиду сделать это движение".
Протез уже прошел испытания прочности на 200-тонном прессе. Сейчас в профильной лаборатории СевГУ собирают испытательный мехатронный стенд, моделирующий движения бедра. "Ходить" образец будет по беговой дорожке. Предстоит проверить систему управления в различных режимах, настроить, научить реагировать на препятствия.
Испытания на стенде планируют начать в феврале 2020 года, а летом перейти к первым натурным тестам с привлечением волонтеров. Следующий этап - клинические испытания, но о сроках пока говорить рано. Между тем, разработчики провели переговоры с крымскими заводами, которые готовы запустить серийное производство изделия.
Печь для суперсплавов
Уральские литейщики привлекли к работе робота.
"Мы выпускаем на рынок очень большую номенклатуру отливок. От нескольких грамм до нескольких сотен килограмм", - рассказал "РГ" гендиректор малого инновационного предприятия Игорь Фурман.
В рамках проекта "Аддитивные, лазерные и литейные технологии" на предприятии установлен роботизированный лазерный комплекс.
"По сути, это та же лазерная сварка и наплавка. Но выполнять ее будет робот по заданной компьютерной программе. Это позволяет добиться идеального шва, облегчает работу со сложной геометрией конструкций. А скоро планируем запустить вакуумную индукционную печь для отливок из специальных сплавов и суперсплавов", - говорит Игорь Фурман.
Предприятие основали выпускники кафедры литейного производства и упрочняющих технологий - ныне Института новых материалов и технологий Уральского федерального университета. Сейчас, например, вместе с вузом компания работает над развитием аддитивных и лазерных технологий в уральском регионе. Его продукция востребована в железнодорожном машиностроении, авиакосмической промышленности, и судостроении. Отливки робота используются также в нефтеперерабатывающей промышленности и в электроэнергетике.