Главное

Инновации в мире науки

Высокий темп освоения новых знаний, создание наукоемкой продукции и передовых технологий, а также масштабные исследования обеспечивают эффективное решение комплекса задач. Научно-исследовательский институт пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций в рубрике #инновации_в_мире_науки каждую неделю рассказывает о мировых технологических лидерах и инновациях научно-технического развития в области обеспечения безопасности.

Одежда для лесного хозяйства: одежда, которая нужна для работы комфортно и безопасно в любое время

Такие люди, чья работа или хобби связаны с обрезкой и рубкой деревьев или уходом за зелеными насаждениями, знают, насколько важна специальная одежда для лесозаготовок . Помимо практичности, такая одежда гарантирует максимальную защиту при работе с бензопилами, секаторами и другими острыми инструментами. Это не только вопрос здравого смысла, но и требование законодательства в области охраны труда.

Защитная спецодежда для лесного хозяйства

Профессиональная защитная одежда для рубки и обрезки деревьев в лесных условиях — это не просто техническая одежда, отличающаяся особой прочностью и комфортом, а комплекс средств индивидуальной защиты. Чтобы защититься от порезов движущимися цепями бензопил и секаторов, необходимо надевать брюки, комбинезон или леггинсы с цепеустойчивой подкладкой и защитные ботинки с защитой от порезов, а также профессиональные перчатки с защитой от порезов, защитную куртку с защитой от порезов и яркой цветовой гаммой, защитный шлем с забралом для лица и глаз, а также встроенные шумоподавляющие наушники.

Защитные брюки, рабочие леггинсы и комбинезоны

Выбранная спецодежда должна обеспечивать свободу и скорость движений, хорошую видимость даже в неблагоприятных условиях и, прежде всего, надёжную защиту от порезов. Защитная одежда с защитой от порезов предназначена для защиты от порезов цепями бензопилы или секатора до определённой скорости, поэтому важно выбирать защитную одежду с классом защиты, соответствующим скорости цепи используемого инструмента.

Ткань для одежды с защитой от проколов состоит из синтетических волокон с высокой прочностью на разрыв, которые при контакте с режущей кромкой цепи обволакивают и блокируют шестерню, на которой вращается цепь, вызывая срабатывание инерционного тормоза, который останавливает вращение цепи.

Ещё одним базовым предметом рабочей одежды для лесозаготовок являются брюки с защитой от порезов . Компания Oleo-Mac предлагает брюки Energy со специальной 8-слойной защитой от порезов , а также брюки Air-Light с 5-слойной защитой от порезов . Обе модели обеспечивают защиту от порезов типа А, покрывая переднюю часть обеих штанин, а также 5 см внутренней стороны правой и 5 см внешней стороны левой штанины. Они относятся к средствам индивидуальной защиты III категории, сертифицированным по стандартам CE EN 340 и EN 381-5, класс защиты 1 (максимальная скорость порезов 20 м/с).

Брюки Energy с защитой от цепей имеют удобную поддержку поясницы и талии, а также ряд оранжевых деталей, боковых карманов, кармана для складного метра и держателя свечного ключа. Состоят из 30% хлопка (контактирующего с кожей) и 70% полиэстера, дышащие и водоотталкивающие .

Брюки Air-Light водоотталкивающие, антибактериальные, лёгкие и дышащие. Они облегают фигуру благодаря бистрейч-ткани, состоящей из 94% полиамида и 6% эластана , и оснащены всем необходимым для комфортной и безопасной работы: оранжевой отделкой, поддержкой поясницы, усиленными наколенниками , вентиляционными молниями сзади , боковыми карманами , карманом для складного метра и держателем свечного ключа.

В качестве альтернативы, удобный комбинезон с защитой от порезов вместо брюк, Oleo-Mac рекомендует 8-слойный комбинезон Energy с защитой от порезов, оснащенный регулируемыми эластичными подтяжками, эластичной талией и шлевками для ремня, нагрудником с большим карманом и застежкой на липучке, боковыми карманами , карманом для складного метра и держателем свечного ключа.

Не менее удобны и 8-слойные леггинсы с защитой от цепей, также из линейки Energy. Их можно надевать прямо поверх обычных рабочих брюк, просто отрегулировав эластичный пояс и застегнув молнии сзади.

Комбинезон и леггинсы Energy относятся к средствам индивидуальной защиты III категории, сертифицированным по стандартам CE EN 340 и EN 381-5, и имеют класс защиты 1 (максимальная скорость цепи 20 м/с). Материал, состоящий на 30% из хлопка и на 70% из полиэстера, водоотталкивающий и воздухопроницаемый.

Лесные ботинки с защитой от цепей

Желательно выбрать пару гибких и устойчивых к порезам ботинок для работы в лесу, поскольку вам придется носить их в течение всего дня, и, как и походная обувь, они должны обеспечивать надежную опору даже на горных тропах и на крутых или ухабистых участках .

Компания Oleo-Mac предлагает ботинки для работы в лесу H2OUT с защитой от цепей и 8-слойной защитой лезвий от подъёма до голени, а также спереди и с боков. Эти водонепроницаемые ботинки, устойчивые к влаге и воде, имеют водоотталкивающий кожаный верх и дышащую подкладку из нетканого материала.

Они идеально защищают стопу благодаря высокопрочной, устойчивой к проколам подошве, а также пальцы ног благодаря ударопрочному и устойчивому к порезам стальному подноску. Нескользящая подошва, устойчивая к воздействию масел, растворителей и высоких температур, обеспечивает отличное сцепление с любой поверхностью и эффективную амортизацию при ударах о землю.

Ботинки Oleo-Mac H2OUT относятся к средствам индивидуальной защиты III категории с классом устойчивости к порезам бензопилой 2 в соответствии с EN ISO 17249:2013 (максимальная скорость цепи 24 м/с).

Обзор мирового рынка экзоскелетов

Экзоскелеты больше не являются штучными изделиями – освоен их выпуск, уже сейчас разнообразные модели полутора десятков раскрутившихся производителей решают реальные задачи на рабочих местах.

Обычно модели экзоскелетов делятся на две категории:

пассивные экзоскелеты: они основаны на механических компонентах, таких как компактные подпружиненные рычажные системы, которые хитроумно перераспределяют вес и снижают нагрузку без использования приводов и источников энергии. Такой экзоскелет представляет собой внешний каркас в виде многозвенного исполнительного механизма, образующего параллельные взаимосвязи с оператором;

экзоскелеты с приводом (активные): они весят тяжелее, имеют источник энергии, моторизованы и оснащены датчиками, которые активно поддерживают движения пользователя и увеличивают его силу. Восприятие внешних нагрузок обеспечивается за счёт использования силовых приводов различного вида в исполнительном механизме экзоскелета. Силовые приводы управляются сигналами с системы датчиков, получающих информацию от оператора и исполнительного механизма. Для обеспечения выполнения различных движений оператора экзоскелет должен повторять биомеханику человека.

Современные материалы и 3D-печать позволяют создавать всё более лёгкие и прочные конструкции, а улучшение источников питания год от года увеличивает время автономной работы устройств.

Десятки стартапов и исследовательских институтов по всему миру работают над созданием более лёгких, умных и доступных моделей, что говорит об огромном потенциале этого рынка (об этом мы писали ранее: Экзоскелеты продолжают эволюционировать).

Этот дайджест посвящён быстроразвивающемуся сегменту рынка экзоскелетов, дающих выигрыш в силе, повышающих безопасность работника, обеспечивающих профилактику профессиональных заболеваний и реально меняющих привычную картину мира во многих отраслях.

Скелеты в каждый рабочий шкафчик!

Развитие и массовое использование экзоскелетов в России на ближайшие шесть лет станут основополагающими драйверами экономики в том, что касается кадров для любого производства, использующего ручной труд. Этому содействует и государство, что отражается в указах Президента, где чётко прописано требование к увеличению производительности труда, к охране труда и роботизации тяжёлого производства.

Промышленные экзоскелеты уже входят в нормы выдачи СИЗ (см. подпункты 9.1–9.3 пункта 9 «Опасность физических перегрузок» приложения № 2 к приказу Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 29 октября 2021 года № 767н «Об утверждении Единых типовых норм выдачи средств индивидуальной защиты и смывающих средств»).

Исследования Агентства инноваций г. Москвы и Всемирной организации здравоохранения по перспективам развития ассистивных технологий показывают, что рынок экзоскелетов в РФ растёт минимум на 3 процента в год, что к 2030 году может дать суммарный прирост минимум 20 процентов.

Аналитическое агентство Grand View Research (США, https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/exoskeleton-market) приводит следующие данные: объём мирового рынка экзоскелетов в 2024 году оценивался в 498,33 млн долларов США, а к 2030 году, по прогнозам, достигнет 1,25 млрд долларов США, увеличившись в среднем на 16,27 процента в период с 2025 по 2030 год.

Быстро растущее число пожилых людей во всём мире, увеличивающийся уровень внедрения медицинских устройств в различных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, военное дело, оборона и строительство, и рост числа инсультов являются одними из ключевых факторов, ответственных за рост рынка экзоскелетов.

Помощники для коленей

Основанная в 2021 году экспертами по робототехнике из таких гигантов индустрии, как DJI, Segway и Xiaomi, компания Dnsys из Гонконга быстро зарекомендовала себя как пионер в области технологий создания экзоскелетов потребительского класса, а их успешный тазобедренный экзоскелет X1 сейчас активно продаётся и позитивно влияет на жизнь многих людей.

Недавно компания сообщила о выпуске новинки – Z1.

Если X1 позволяет при физической активности помогать движениям бёдер, то модель Z1 надевается на колени и способна увеличить силу мышц икр и бёдер на 50 процентов, одновременно снижая нагрузку на коленный сустав до 200 процентов.

Z1 состоит из двух лёгких шарнирных модулей каждый весом по 680 г. В каждом модуле установлен электродвигатель мощностью 450 Вт, который передаёт усилие на заднюю часть голени и бедра. За счёт этого бедро поднимается вперёд и вверх, а икра отталкивает ногу назад, что облегчает ходьбу, бег, прыжки и другие активности. Ключевая особенность проекта – встроенные датчики крутящего момента, положения и силы, которые срабатывают за 0,01 секунды от начала движения. На базе этих данных работает интегрированный в устройство искусственный интеллект (ИИ), который со временем изучает индивидуальные двигательные особенности пользователя и адаптирует компенсирующую поддержку. ИИ также может автоматически переключать режимы работы в зависимости от вида активности: ходьба, бег, велосипед, прыжки, приседания и подъём из сидячего положения.

По заявлению разработчиков, Z1 способен увеличить запас хода при долгих походах в среднем на 25 км. Отдельное преимущество – встроенная система рекуперации кинетической энергии, которая частично заряжает аккумуляторы во время движения, особенно при спуске с гор. Ёмкости литий-ионного аккумулятора хватает примерно на пять часов интенсивной работы, хотя время может варьироваться в зависимости от нагрузки. Система поддерживает универсальную быструю зарядку USB-C PD, что позволяет увеличить заряд аккумулятора примерно на 20 процентов всего за 8 минут при использовании стандартного зарядного устройства для мобильного телефона – идеальное решение для быстрой подзарядки во время обеденных перерывов на маршруте.

Dnsys предлагает три версии Z1:

§ базовая версия Single Joint с одним шарниром и двигателем
225 Вт доступна на Kickstarter по цене $699 (розничная цена – $1 099);

§ средняя модель Dual Joint с двумя шарнирами и алюминиево-углеродным корпусом стоит $899 (розничная цена – $1 499);

§ премиальная версия Dual Joint Pro Titanium с титановым корпусом продаётся за $1 398 (розничная цена – $2 298).

Космический скафандр изменится

Работа в открытом космосе требует не только выносливости, но и инновационных решений. Российские специалисты из научно-производственного предприятия «Звезда» работают над созданием скафандра с экзоскелетом, который повысит подвижность космонавтов, позволит точно фиксировать положение конечностей и сделает работу в космосе проще и эффективнее.

По задумке новый механизм будет подхватывать движения космонавта и помогать ему сгибать конечности. При этом экзоскелет должен быть встроен в оболочку скафандра, находящегося под давлением, что представляет собой непростую инженерную задачу.

Конструкция успешно прошла первые испытания, но её ещё предстоит усовершенствовать. В работе на космических станциях, включая МКС, в основном задействованы человеческие руки – для перемещения по поручням и для выполнения различных задач. В будущем наработки позволят рассматривать создание экзоскелета и для ног, например, для работы на Луне.

Одновременно с этим специалисты обновляют скафандры «Орлан» для МКС, создают спецкостюмы для Российской орбитальной станции (РОС) и нового пилотируемого корабля «Орёл», а также разрабатывают другие технологии.

Железная рука

Компания из Нидерландов Skelex предложила экзоскелет Ironhand®, усиливающий действие кисти руки. Форм-фактор – привычная перчатка.

Ironhand® повышает усилие захвата на дополнительные 80 Ньютонов, снижая мышечные усилия, необходимые для кисти и предплечья пользователя, и имеет интеллектуальную систему управления Smart grip для сложной и точной ручной работы.

Поддерживая руку во время интенсивных, повторяющихся или статичных работ, он уменьшает мышечное напряжение и позволяет работникам дольше действовать без усталости.

Также эта модель помогает снизить риск связанных с работой заболеваний опорно-двигательного аппарата, таких как кистевой туннельный синдром, тендинит и синдром вибрации кисти.

Большой плюс – возможность тонкой настройки (дозирования усилия для каждого пальца!) с помощью приложения Bioservo.

Выносной пульт интерфейса позволяет быстро включать-выключать устройство, а также корректировать основные регулировки.

Перчатка Ironhand® адаптируется к индивидуальным потребностям и задачам пользователей благодаря настраиваемым параметрам силы, чувствительности, фиксации и сцепления пальцев, что обеспечивает оптимальную производительность.

Разработанная для ношения в течение всего дня, она имеет адаптируемую систему переноски блока питания (на бедре или в рюкзаке, в котором также находится система привода) и быструю настройку с помощью приложения Bioservo.

Подобный экзоскелет может быть полезен для повторяющихся операций, например при монтаже деталей, уплотнителей, укладке жгутов проводов, кабелей в слоты и т. п.

Фруктовая логистика

На международной выставке Fruit Logistica 2025 технологий обработки, хранения и транспортировки овощей и фруктов немецкая компания Bionic (г. Берлин) представила самый мощный в мире, выпускаемый серийно экзоскелет Apogee ULTRA. Компания видит новые возможности для проникновения в сегмент оборудования и приспособлений сельскохозяйственных предприятий.

Варианты использования – перемещение с поддонов ящиков с фруктами и овощами, мешков с картофелем и других грузов от поля до потребителя, склад, переборка, переработка.

Существует множество вариантов использования роботизированного электронного экзоскелета в плодоовощном бизнесе. Перемещение тяжёлых ящиков с фруктами и овощами, мешков с картофелем или других грузов обычно требует от упаковщиков больших физических усилий. Каждый день тысячи предметов весом по 20 кг, а часто и больше приходится собирать, поднимать, переносить и перемещать с одного поддона на другой.

После успешного дебюта на ведущей технологической выставке США CES модель Apogee ULTRA теперь впервые можно увидеть в Европе. Роботизированный электронный экзоскелет с возможностью подъёма сверх привычных возможностей человека веса до 36 кг устанавливает новый стандарт безопасного и поддерживаемого подъёма и перемещения таких тяжёлых предметов, как ящики для фруктов и овощей.

Apogee ULTRA обеспечивает динамическую поддержку при подъёме, а также облегчает ходьбу и переноску. Это дополнительно разгружает нижнюю часть спины при выполнении действий в согнутом положении, что делает экзоскелет пригодным для выполнения максимального спектра задач и условий работы.

Новый режим UItra обеспечивает пользователям дополнительный прирост мощности, когда они больше всего нуждаются в этом в повседневной работе при выполнении сложных задач. Кроме того, последние усовершенствования обеспечивают более плавный переход между режимами поддержки и повышенную чувствительность, что позволяет модели реагировать на малейшие движения (остановку, смещение, ускорение).

Но Apogee ULTRA – это нечто большее, чем просто высокопроизводительный роботизированный экзоскелет: он уже сегодня использует технологию ИИ и предлагает компаниям анализ на основе реальных данных. Это позволяет определять, внедрять и поддерживать соответствующие меры безопасности на производстве в долгосрочной перспективе, учитывая и максимальные, и повторяющиеся нагрузки. Тем самым создаётся продвинутая высокоадаптивная система поддержки, которая использует технологию машинного обучения для адаптации к индивидуальным потребностям пользователя.

Одежда героя

Американская компания HeroWear, LLC предлагает пассивные экзоскелеты, недорогие, простые, доступные, но предоставляющие набор возможностей для безопасного труда.

Улучшенная и новая доработанная модель Apex 2 функционирует как «дополнительный набор мышц спины».

Эластичные ленты, объединённые в единую систему, растягиваются во время движений, как и ваши мышцы, и сжимаются, когда мышцы сокращаются, возвращая энергию и помогая выполнять каждое сгибательное движение. Ленты удобно двигаются в бандажах, контактирующих с телом пользователя, и уменьшают нагрузку на мышцы позвоночника и межпозвоночные диски каждый раз, когда пользователь наклоняется вперёд или садится на корточки, – и всё это без каких-либо приводов или батарей.

Доказано, что Apex 2 снижает мышечную усталость и напряжение на 40 процентов и снимает нагрузку на спину на 20–40 процентов при каждом подъёме. Экзоскелет изготовлен из износостойких тканей, инженерных полимеров и авиационного алюминия, поэтому он выдержит самые суровые условия эксплуатации.

Новый Apex 2 получил лучшую на сегодня в своём классе модульную конструкцию, поскольку позволяет с комфортом подгонять устройство ещё более широкому кругу людей и лучше естественным образом приспосабливается к телу пользователя. Кроме того, применение новой конструкции и материалов улучшает отвод испарины.

И ещё – мелочь? – на новой модели пассивного экзоскелета появился навесной карман – по многочисленным просьбам пользователей. Одежда и рабочий костюм находят новую форму симбиоза…

Команда компании HeroWear при внедрении сосредоточена на проведении обучения для коллективов компаний-клиентов с целью усвоения навыков подгонки, применения, исключения ошибок и недопустимых перегрузок. Супервайзеры и руководители смен, прошедшие надлежащую подготовку по подгонке и регулировке экзоскелета, могут помочь добиться наилучших результатов и способны дальше обучать новичков.

Подобная тактика продвижения находит отклик, и продажи экзоскелетов растут.

Полиция

Экзоскелетами интересуются и полицейские формирования. Рядовым и офицерам тактических подразделений полиции часто приходится носить с собой много тяжёлого снаряжения, включая бронежилеты.

Для потребностей сотрудников полиции немецкой компанией Mehler Protection разработан экзоскелет ExoM.

Он изготовлен в сотрудничестве с канадской компанией Mawashi Science & Technology, специализирующейся в области биомеханики, и с техническими специалистами французской тактической полиции GIGN (группа национальной жандармерии).

Сообщается, что бронированный экзоскелет ExoM перераспределяет до 70 процентов общей нагрузки с плеч пользователя на землю, а также имеет развитую интегральную систему защитных панелей с площадью большей, чем у типового бронежилета.

Бронирование по всей площади экзоскелета обеспечивает баллистическую защиту в соответствии с европейским стандартом VPAM 8. Это означает, что они могут выдержать попадание трёх пуль калибра 7,62 × 39 мм (которые используются в винтовках АК-47), выпущенных с расстояния приблизительно 10 м (33 фута).

Экзоскелет ExoM, оснащённый гибким «позвоночником», скользящим поясным ремнём и шарнирными тазобедренными, коленными и голеностопными «суставами», обеспечивает операторам до 99 процентов лёгкости движений. Такая гибкость оказывается жизненно важной для передвижения по сложной местности и в ограниченных пространствах.

Поскольку ExoM является пассивным экзоскелетом (то есть в нём не используются какие-либо моторизованные приводы), у него нет аккумуляторов, которые увеличивают вес или требуют подзарядки – последнее, безусловно, может оказаться сложной задачей в отдалённых местах или при выполнении длительных миссий.

На видео ниже вы можете увидеть экзоскелет ExoM Up-Armoured в действии.

В условиях радиации

Интервенционная радиология (ИР) – это отрасль в медицине, которая выполняет различные минимально инвазивные процедуры с использованием методов медицинской визуализации, таких как рентгеновская флюороскопия, компьютерная томография, магнитно-резонансная томография или ультразвук.

Врачи ИР, защищаясь от проникающего воздействия вредной радиации, вынуждены носить тяжёлые фартуки с защитными свинцовыми пластинами. Вес утомляет, приводит к профессиональным заболеваниям опорно-двигательного аппарата…

Сингапурская компания Weston Robot предложила использовать радиологам специализированный пассивный экзоскелет, воспринимающий вес свинца (аналогично бронированию у полицейских!).

Сбор статистических данных показал, что до применения экзоскелетов боли в опорно-двигательном аппарате значительно варьировались у работников в зависимости от их должностных обязанностей, и при этом чаще всего о болях сообщали техники (62 процента) и медсёстры (60 процентов), за ними следовали лечащие врачи (44 процента) и стажёры (19 процентов). Экзоскелеты можно внедрять с учётом этих данных.

Низкопрофильный дизайн экзоскелета позволяет носить его под фартуками большинства специализированных производителей в течение всего дня, при этом плечи, шея и спина пользователя не будут чувствовать усталости.

Запатентованная конструкция рамы адаптирована с учётом здоровой работы в позе стоя. Авиационный алюминий и прочный поликарбонат распределяют нагрузку на позвоночник, а дышащий сетчатый гамак и мягкая поясная подушка надёжно фиксируют каркас на бёдрах.

Практика применения экзоскелетов в авиапроме

Производство самолётов по своей сути требует от тех, кто работает на линиях окончательной сборки, напряжённой физической работы.

Многие операции связаны с поднятыми руками, наклонами, неудобными позами и длительной статической нагрузкой. В результате сотрудники сталкиваются с усталостью, болью и риском получения травм.

Поскольку безопасность всегда является высшим приоритетом, Airbus стремится постоянно изыскивать способы снижения утомляемости оператора и риска получения травм, а также повышения комфорта.

Именно по этой причине компания Airbus начала внедрять экзоскелеты HAPO (французский разработчик и производитель) на своих заводах – сначала в тестовом режиме, а затем на постоянной основе.

Как экзоскелет помогает в производстве? Прежде всего, экзоскелет снижает нагрузку на плечи, шею и поясницу. Например, если оператор работает при монтаже над головой, устройство частично принимает на себя вес его рук. Благодаря этому мышцы меньше устают, человек дольше остаётся сосредоточенным и совершает меньше ошибок. В результате улучшается не только производительность, но и общее качество сборки.

Важно отметить, что Airbus не ограничился закупкой оборудования. Напротив, компания выстроила целую систему.

Сотрудники проходят обучение, тестируют различные модели и оставляют отзывы. На основе этих данных формируются рекомендации о том, где и как лучше всего использовать экзоскелеты. Такой подход позволяет избежать ошибок и повысить эффективность использования новых технологий.

Сегодня экзоскелеты уже используются на заводах Airbus в Германии, Франции и Испании. Особенно активно они применяются в цехах, где сборка осуществляется вручную.

В мае 2025 года пилотное тестирование показало, что у двух операторов малярного цеха мышечная нагрузка на плечи и верхнюю часть спины снизилась на 10–40 процентов при шлифовании при работе в экзоскелетах. Шлифовальные машины весят от 2 до 3 кг, и их можно подолгу держать над головой.

Важно! Несмотря на эти положительные результаты, в Airbus никого не заставляют использовать экзоскелет, если работник того не хочет. Компания рассматривает эти устройства как крайнюю меру, используемую в тех случаях, когда другие эргономические решения – снижение нагрузки, ротация задач, вспомогательные устройства и многое другое – невозможны или недостаточны. Таким образом, текущая пилотная программа реализуется на добровольной основе, при этом выбор использования экзоскелета остаётся за оператором.

Уже в ноябре 2025-го!

На предстоящей 4–7 ноября международной выставке А+А в Дюссельдорфе (ведущем мировом событии в области охраны труда) на экспозиции EXO Park будут представлены современные экзоскелеты для индустриальных задач.

Запланировано проведение Exoworkathlon – это соревнование экзоскелетов разных систем для демонстрации возможностей и наглядного сравнения преимуществ. Цель – познакомить посетителей выставки со всем спектром решений, продемонстрировать и обсудить их лучшие стороны, набор функций, познакомить с отзывами реальных пользователей, возможностями в области эргономики труда с применением экзоскелетов.