Студенты ИТМО запустили производство экзоскелетов нового поколения — в несколько раз дешевле зарубежных аналогов

Экзоскелеты — это перспективная технология для переноса грузов на производстве и складах. Робокостюмы с помощью рычагов и электродвигателей снижают нагрузку на мышцы, поддерживают опорно-двигательный аппарат и позволяют безопасно поднимать тяжелые грузы. У существующих экзоскелетов есть ряд недостатков: недорогие модели малоподвижны и плохо адаптированы к передвижению по неровному рельефу; а качественные стоят дорого, что делает их недоступными для массового использования.

Команда студентов ИТМО AUXILIUM предложила две модели: экзоскелет для ног и спины Auxilium Model M и бедренный экзоскелет Auxilium Model D. Стоимость устройств составляет от 70 до 200 тысяч рублей — это значительно дешевле зарубежных аналогов, цена которых может достигать несколько тысяч долларов.

Первая модель — это пассивный экзоскелет ног и спины с титановым каркасом Model M. С помощью разгрузочного пояса на тазовой части, куда можно подвесить груз, устройство удерживает до 50 кг и снимает с пользователя нагрузку в статичном положении, позволяя экономить силы на перемещение за счет упора каркаса экзоскелета в землю. Модульная конструкция костюма позволяет адаптировать его под разные задачи: например, можно добавить дополнительную «руку», систему очистки воздуха, датчики GPS. Чтобы снизить стоимость скелета, разработчики выпускают ряд конфигураций: титановый каркас ног, титановый каркас ног со спиной, алюминиевый каркас ног со спиной и алюминиевый каркас ног. Модели отличаются только максимальной допустимой нагрузкой. Самый мощный каркас — титановый: он позволяет снять до 50 кг. Костюмы универсальные и регулируются под любые размеры — можно выбирать ширину таза, длину бедра, голени и позвоночника.

Второй костюм — это бедренный экзоскелет Model D с механической системой разгрузки таза. В отличие от аналогов, где используется активная силовая установка, здесь применена технология созависимых сочленений: при сгибании одной ноги вторую автоматически тянет вниз, а при сгибании двух ног срабатывают демпферы — специальные пружины. Этот механизм облегчает ходьбу и снижает нагрузку с тазового отдела при выполнении действий с регулярно повторяющимися наклонами на 16% (до 10 кг). Опционально к Model D можно добавить генератор энергии: он работает за счет установленных в сочленениях электродвигателей, которые при движении ног вращаются и вырабатывают электричество. Емкость генератора составляет 10 тысяч мАч — с его помощью можно в любой момент подзарядить разное оборудование.

Разработчики отмечают, что экзоскелеты могут быть полезны в сферах, где человек сталкивается с переносом грузов на большие расстояния: грузоперевозках, службах доставки, службах МЧС, туризме, армии. При этом модели отличаются компактностью и мобильностью: Model D и Model M весом от 3 до 10 кг (в зависимости от комплектации) легко разбираются и транспортируются в стандартном объемном рюкзаке.

В команду AUXILIUM входят студенты факультета систем управления и робототехники Университета ИТМО: Федор Петриков, Смирнов Иван, Алексей Ледюков и Леонид Нагорный. С экзоскелетами студенты начали работать еще в 2021 году. Знаковым достижением стал 2023 год, когда команда представила свою первую серьезную разработку — бедренный экзоскелет с функцией генерации энергии — на конкурсе «Студенческий стартап» от Фонда содействия инновациям. Победа в конкурсе с грантом в один миллион рублей стала для молодых инженеров отправной точкой для развития проекта: они зарегистрировали юридическое лицо, приобрели специализированное оборудование для производства, подали заявку на патент и запустили корпоративный сайт.

«Мы уже закупили станки, запустили предзаказы и организовали мелкосерийное производство — готовы изготавливать примерно десять костюмов в месяц. Сейчас ведутся переговоры с двумя крупными компаниями: одна заинтересована в адаптации технологии для горнодобывающей промышленности, другая рассматривает возможность интеграции в космические скафандры. Мы хотим, чтобы экзоскелеты были не далеким и редким атрибутом из фантастических фильмов и комиксов, а повседневным инструментом, который делает жизнь людей лучше», — рассказал один из разработчиков, студент факультета системного управления и робототехники Университета ИТМО Иван Смирнов.