https://wiki.itcollege.ee/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=Kristjan.keskkulaICO wiki - User contributions [en]2026-05-05T12:17:20ZUser contributionsMediaWiki 1.45.1https://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142695Eksoskeletid2022-05-09T17:25:18Z<p>Kristjan.keskkula: Rehabilisatsioon to Rehabilitatsioon</p>
<hr />
<div>Autorid: Mari-Ann Piht, Helen Aavisto, Kristjan Keskküla<br />
== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, millest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
Eksoskelette on mitut eri tüüpi ja neid saab liigitada erinevat moodi. Vastavalt sellele, kas neid on võimalik kaasas kanda, võib neid jagada statsionaarseteks ja mobiilseteks, toestatava kehaosa järgi saab neid jagada ülakeha, alakeha ja kogu keha eksoskelettideks. Lisaks on üks peamisi viise eksoskelettide liigitamiseks nende energiavajadus. <br />
<br />
Eksoskeletid võivad olla nii passiivsed, aktiivsed kui ka poolaktiivsed. Passiivsed eksoskeletid on ilma energiaallikata ja kasutavad inimkeha tugevuse suurendamiseks ja toetamiseks füüsikaseadusi. Aktiivsed eksoskeletid kasutavad liigendites välisel energial töötavaid mehhanisme. Selleks võib olla elektrimootor või muud tüüpi ajam, mis suurendab inimese jõudu ja aitab liigesed tööle panna. Aktiivsete eksoskelettide ajamid genereerivad jõudu nii eksoskeleti enda raskuse kandmiseks kui ka inimese poolt sooritatava ülesande jaoks soovitud kaalu kandmiseks. Kasutusel on ka poolaktiivsed eksoskeletid, mis on on passiivse ja aktiivse kombinatsioon, millel on poolaktiivne käivitamine. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2015/08/types-and-classifications-of-exoskeletons/ Types And Classifications of Exoskeletons] Exoskeleton Report (2015)</ref><br />
<br />
== Ajalugu ==<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman, General Electric]]<br />
Inimvõimekust parendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, ratastega käru, metallist kirves, kiviheitemasin, või lennuk kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid, turvist ja raudrüüd, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelette kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Esimesed katsetused kogu keha hõlmava (toitega) eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani (''Human Augmentation Research and Development Investigation + ‘Man’'') loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu seati eesmärgiks, et eksoskelett peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada (tõsta kuni 680 kg). <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid teaduslike avastusi, siis eksoskelett prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardimani kontseptsiooni tulem oli väga raske (kaalus 680 kg), aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele (puudus stabiilsus). Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
Esimene kõndimist abistav eksoskelett arendati välja Mihajlo Pupini insituudis 1960. aastate lõpus. Serbia professori Miomir Vukobratovići eesvedamisel loodi insituudis mitmeid erinevaid disaine sealhulgas alamkeha eksoskelett "Kinematic walker (1969)" ja selle edasiarendus "Active suit (1978)". “Active suiti” võib pidada tänapäevaste eksoskeletide eelkäijaks - see oli modulaarne, kasutas elektroonilisi täiturmehhanisme ning mehhanismide juhtimiseks mikroprotsessorit. <ref><br />
Miomir K. Vukobratović, [https://www.pupin.rs/RnDProfile/pdf/exoskeletons.pdf When Were Active Exoskeletons Actually Born?], Mihajlo Pupin Institute (2007)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakkas Monty Reed arendama LIFESUIT eksoskeletti. Monty Reed oli sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Haiglas olles ja mõtiskeledes elu üle, luges ta läbi Robert Heinleini „Starship Troopers“ raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid kogukeha eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi ja 2005. aastal Püha Patricku päeval osales Monty Reed oma LS12 eksoskeletiga 3 miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
Tehniliste piirangute tõttu võttis mõnda aega, et eksoskeleti tehnoloogia areneks. Esimesed kommertslikuks tarbeks eksoskeletid tulid turule 21. sajandi alguses ning on suunatud rehabilitatsiooni protsessi abistamiseks. Hocoma Lokomati (2001) kasutatakse haiglates ja taastusravikeskustes üle maailma. 2013. aastal teatas Hocoma 500. Lokomati eksoskeleti müügist maailmas.<br />
<ref>[https://www.eduexo.com/resources/articles/exoskeleton-history/ A Brief History of Robotic Exoskeletons], Eduexo (2017)</ref><br />
<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://youtu.be/FRDM_GUyGmo?t=54<br />
|dimensions=450|description=Lokomat®Pro Sensation <br />
}}<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelett võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
Sõjatandril pole eksoskeletid veel laialt kasutusel, sest on mitmed probleemid millele pole veel lahendust leitud. Üks neist on eksoskelettide mehhanismide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on objekti mass, mida on vaja liigutada ja selle liigutamiseks vajalik energiahulk. Lisaks massile rakenduvad lahinguväljal logistilised raskused kuidas leida laadimise või akude vahetamise võimalus. Eksoskelettidel on võimalik kasutada akude asemel ka sisepõlemismootorit. Väikesed sisepõlemismootorid suudavad mõningad eelmainitud probleemidest lahendada, aga tekitavad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelett peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad erinevate maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikkuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) panustas eksoskelettide uurimisse 2001. aastal alustatud programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. DARPA rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Projektidest valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=PZcHlz_obyw<br />
|alignment=right|dimensions=300|description=Sarcos Guardian XO (XOS2)|frame <br />
}}<br />
HULC on eksoskelett, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Projekti eesmärgiks oli välja töötada eksoskelett, mis aitab vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, näiteks raske lahingvarustuse kandmisel. HULC eksoskelett parandab sõdurite kandevõimet viies koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude (tugede). HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumist juhtida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS II generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü, sest see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alakeha eksoskeletidest võib välja tuua:<br />
* Lockheed Martini Onyx<ref>[https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/exoskeleton-technologies/military.html#:~:text=Lockheed%20Martin's%20new%20powered%20lower,while%20carrying%20mission%2Dessential%20equipment Lockheed Martin ONYX], Lockheed Martin</ref><br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<ref>[https://www.darpa.mil/news-events/2014-09-16 Lightweight, Soft Exosuit Aims to Prevent Musculoskeletal Injury in Warfighters]</ref><br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
Ei ole leidnud kinnitust, et ühtegi eelmainitud lahendustest on ka tegelikult sõjategevuses kasutatud. Küll hakkas USA sõjavägi 2019. aastal sooritama teste Lockheed Martini ONYX eksoskeletiga. Samas ei ole teada kas ONYX oleks mõnes sõjalis-konfliktsituatsioonis kasutust leidnud. Ka tänapäeval on enamik militaarset eksoskeleti tehnoloogiat teadus- ja arengutegevuse (R/D) faasis.<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 60-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>World Health Organisation, [https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ageing-and-health/ Ageing and health 2021]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid võib laias laastus jagada kaheks vastavalt sellele, millise kehaosa (kas üla- või alakeha) liikumist nad toetavad. <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
[[File:ReWalk_pair.jpg|thumb|ReWalk alakeha eksoskelett]]<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
Alakeha eksoskelettide suuremateks tootjateks on USA firma Ekso Bionics <ref>[https://eksobionics.com/ Ekso Bionics]</ref>, mis valmistab nii meditsiiniliseks kui tööstuslikuks kasutamiseks mõeldud eksokelette, ja Iisraeli firma ReWalk Robotics <ref>[https://rewalk.com/ ReWalk Robotics]</ref>, mis keskendub spetsiifiliselt meditsiinilistele alakeha eksoskelettidele, et aidata inimestel kõndida.<br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
[[File:myomo_arm.jpg|thumb|left|upright=0.75|Myomo käsivarre eksoskelett]]<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>[https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Juhtivaks tootjaks meditsiiniliste ülakeha eksoskelettide vallas on USA firma Myomo. Nad on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendanud terve käsivarre eksoskeleti, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=== Tööstuslik ===<br />
[[File:Hyundais Chairless Exoskeleton.jpg|200px|thumb|right|alt text|frame|Hyundai eksoskelett]]<br />
<br />
Võib ju mõelda, et miks tänapäeva tööstuses üldse on vaja seadmeid, mis suurendavad inimese füüsilist võimekust, kuna robotid ja täielik automatiseerimine võiks ju füüsiliselt rasked tööülesanded inimeselt üle võtta. Reaalses elus ei ole see aga alati võimalik, eelkõige dünaamilistes tootmise- ja laokeskkondades, kus on palju erinevaid tooteid ja suhteliselt väikesed tellimuskogused, mille komplekteerimine eeldab suurt paindlikkust. Samuti ei suuda robotid asendada inimese võimet jälgida ümbritsevat ning teha sellest lähtuvalt loovalt otsuseid ning viia need ka sekundi murdosa jooksul täide.<br />
<br />
Seetõttu peavad töötajad tootmises endiselt manuaalselt teostama erinevaid tegevusi, nagu raskete esemete liigutamine ühest kohast teise või siis komplekteerimine, millega sageli kaasnevad ebamugavad sundasendid. Lahenduseks on siin eksoskelettide kasutamine, mis suurendab inimese jõuvõimet ning kaitseb keha liigse koormuse eest, samaaegselt vähendades füüsilise koormusega kaasnevaid terviseriske. <ref>Michiel P. de Looze, Tim Bosch, Frank Krause, Konrad S. Stadler & Leonard W. O’Sullivan, [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26444053/Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical work load], Ergonomics (2016)</ref> <br />
<br />
Eksoskeletid on kantavad robotülikonnad – kas kehaosade või kogu keha jaoks. Nad võivad toetada vöökohta, üla- või alakeha, õlgu. Nimmepiirkonda toetavad eksoskeletid on abiks raskete raskuste tõstmisel, samas ülakeha toetavad seadmed aitavad kaasa õlgade õigele liikumisele, kaalu efektiivsele jaotamisele ja kehahoiaku hoidmise toetamisele. <ref name="ekso_robots">K.Akshay,[https://control.com/technical-articles/exoskeleton-robots-for-industrial-applications/ Utilizing Exoskeleton Robots for Industrial Applications], control.com (2020)</ref><br />
<br />
Tööstuslikud eksoskeletid on tavaliselt abiks suure korduste arvuga, mitteneutraalsetes asendites ja suure töökoormusega ülesannete abistamisel. <ref>Hensel, R., and M. Keil,[https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2019.1573770/ Subjective Evaluation of a Passive Industrial Exoskeleton for Lower-Back Support: A Field Study in the Automotive Sector], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref> Tööstuses on töökohti, mis nõuavad töötajatelt suurt füüsilist pingutust ja vastupidavust ning kus tööd tuleb teha ebamugavates sundasendites. Sellistes olukordades on raske leida hästi toimivat lahendust, et kuidas tagada efektiivne tootmisprotsess ning samal ajal arvestada töötajate heaolu ja tervisega. Näiteks autotööstuse autode komplekteerimise liinidel tuleb töid teostada ebamugavates poosides, kas käed pikalt ette sirutatult või õlgadest kõrgemal, sellistes tööprotsessides on suureks abiks eksoskeletid, mis toetavad töötajate kehaosi ning vähendavad koormust. <ref name="ekso_classification">A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/ Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
Tööstuses on laialdaselt kasutusel passiivsed eksoskeletid, sest lisaks füüsilise jõu suurendamisele aitavad nad vähendada vigastuste ohtu töötaja õlgadele või lülisambale, vähendades samal ajal väsimust. Võib isegi öelda, et nad on muutumas tööstuses töökultuuri lahutamatuks osaks, õigustades tehtud investeeringuid, tagades lisaks parematele töötulemustele ka töötajate suurema ohutuse. <ref name="ekso_robots"/><br />
<br />
Aktiivsetel eksoskelettidel on samuti paljulubav pikaajaline kasu töötajate jõudluse suurendamisel, kuid tehnoloogia kasutuselevõtu määr on väga aeglane, kuna tehnoloogia pole piisavalt vastupidav ja sellega kaasnevad suured kulud. <ref name="ekso_robots"/> Kuni aktiivsete eksoskelettide laialdasem kasutamine pole veel võimalik, on välja arendatud ka poolaktiivsed. Nii aktiivsetel kui poolaktiivsetel seadmetel on kasutusel sensorid täiturmehhanismide kontrollimiseks. Poolaktiivsete eksoskelettide puhul kontrollivad täiturmehhanismid vaid liigendite jäikust. Poolaktiivsete eksoskelettide laiem levik on pigem vaheetapp tehnoloogia arengus, enne täielikult intelligentsete ja kohanemisvõimeliste aktiivsete eksoskelettide laiemat levikut tööstuses. <ref name="ekso_classification"/><br />
<br />
== Tulevik ==<br />
Eksoskelettide tulevikupotentsiaal on väga suur. Valdkonnad, kus töötajatel on vaja teha palju füüsilist tööd ja kus on seega risk inimeste tervisele, näiteks põllumajandus, tootmine või laotöö, saavad väga palju võita eksoskelettide arengust ja kasutuselevõtust.<ref>[https://www.bbc.com/news/business-56660644/ The 'Iron Man' body armour many of us may soon be wearing], BBC News (2021) </ref> Näiteks ehituses tuleb töötajatel sooritada tööoperatsioone erinevates ja sageli erakordselt ebamugavates poosides, samaaegselt raskusi hoides. Eksoskelettide kasutamine aitab parandada töö efektiivsust, kuna tööülesandeid saab sooritada kergemini, eksoskelett toetab keha ning aitab kaasa tööliigutuste sooritamisele. Kindlasti vähenevad ka erinevad vigastused või kui juba esinevad vigastused, siis tänu eksoskeletile saab töötaja oma tööd turvaliselt jätkata. <ref>Sunwook Kim, Albert Moore, Divya Srinivasan, Abiola Akanmu, Alan Barr, Carisa Harris-Adamson, David M. Rempel, Maury A. Nussbaum [https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2018.1561557/ Potential of Exoskeleton Technologies to Enhance Safety, Health, and Performance in Construction: Industry Perspectives and Future Research Directions], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref><br />
<br />
Eksoskelettide arendamise põhilisteks eesmärkideks on saada need võimalikult odavaks, energiasäästlikuks ja kasutajasõbralikuks. <ref>[https://www.roboticstomorrow.com/story/2021/10/the-future-of-robotic-exoskeletons-roadblocks-and-recent-advances/17693/ The Future of Robotic Exoskeletons: Roadblocks and Recent Advances], Robotics Tomorrow (2021) </ref> Energiasäästlikkuse mõttes arendatakse võimalikult palju passiivseid ja poolaktiivseid masinaid või üritatakse kasutada alternatiivseid energiaallikaid. <ref>[https://www.nature.com/articles/s41378-018-0024-3/ Wearable energy harvesters generating electricity from low-frequency human limb movement], Nature (2018)</ref> Selleks, et eksoskeletid oleks kerged, mugavad ja suuremat liikumisvabadust lubavad, arendatakse näiteks pehmeid eksoskelette, mis ei nõua suuri metallkontsruktsioone, vaid kasutavad uut tüüpi sensoreid ja jõu ülekande mehhanisme, et liikumist soodustada. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/forget-iron-man-skintight-suits-future-robotic-exoskeletons/ Forget Iron Man: Skintight Suits Are The Future Of Robotic Exoskeletons] (2016) </ref><ref>[https://biodesign.seas.harvard.edu/soft-exosuits/ Soft Exosuits]</ref><br />
<br />
Lisaks töötavad teadlased tehisintellekti tehnoloogiate abil välja uue põlvkonna eksoskelette, mis suudavad iseseisvalt mõelda ja otsuseid teha. Süsteem ühendab omavahel arvutinägemise ja süvaõppega tehisintellekti, et jäljendada liikumisvõimeliste inimeste kõndimist ning nägemise kaudu kontrollida ümbrust. Tänu kaamerale suudab eksoskelett tuvastada trepid, uksed ja muud ümbritseva keskkonna takistused ning vastavalt mootorile saadetud juhistele iseseisvalt ilma inimliku sekkumiseta võtta vastu otsused, kuidas edasi liikuda. Siin võib tuua sarnasusi autonoomsete autodega, mis sõidavad ise ning tuleviku eksoskeletid ja jalad suudavad ise, ilma inimliku sekkumiseta, käia. <ref>E.Engler Modic[https://www.todaysmedicaldevelopments.com/article/artificial-intelligence-exoskeleton-wearable-medical-device/#:~:text=Robotics%20researchers%20are%20developing%20exoskeletons%20and%20prosthetic%20legs,by%20seeing%20their%20surroundings%20and%20adjusting%20their%20movements./AI, wearable cameras in self-walking robotic exoskeletons], Today's Medical Developments (2021)</ref><br />
<br />
Tulevikus võiks eksoskeletid olla ka tavakasutajale kättesaadavad. SuitX on arendamas välja põlvel kantavat eksoskeletti, mis aitab vähendada koormust põlvele kõndides, trepist üles minnes või püsti tõustes. <ref>[https://www.suitx.com/boostknee/ BoostX Knee], SuitX</ref> Samuti on välja töötatud kerge eksoskelett, mis on mõeldud matkajatele, jooksjatele ja sportlastele, et aidata kanda raskusi ja hõlbustada liikumist. <ref>[https://www.xenhanced.com/ Enhanced Robotics]</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142674Eksoskeletid2022-05-05T17:10:16Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>Autorid: Mari-Ann Piht, Helen Aavisto, Kristjan Keskküla<br />
== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
Eksoskelette on mitut eri tüüpi ja neid saab liigitada erinevat moodi. Vastavalt sellele, kas neid on võimalik kaasas kanda, võib neid jagada statsionaarseteks ja mobiilseteks, toestatava kehaosa järgi saab neid jagada ülakeha, alakeha ja kogu keha eksoskelettideks. Lisaks on üks peamisi viise eksoskelettide liigitamiseks nende energiavajadus. <br />
<br />
Eksoskeletid võivad olla nii passiivsed, aktiivsed kui ka poolaktiivsed. Passiivsed eksoskeletid on ilma energiaallikata ja kasutavad inimkeha tugevuse suurendamiseks ja toetamiseks füüsikaseadusi. Aktiivsed eksoskeletid kasutavad liigendites välisel energial töötavaid mehhanisme. Selleks võib olla elektrimootor või muud tüüpi ajam, mis suurendab inimese jõudu ja aitab liigesed tööle panna. Aktiivsete eksoskelettide ajamid genereerivad jõudu nii eksoskeleti enda raskuse kandmiseks kui ka inimese poolt sooritatava ülesande jaoks soovitud kaalu kandmiseks. Kasutusel on ka poolaktiivsed eksoskeletid, mis on on passiivse ja aktiivse kombinatsioon, millel on poolaktiivne käivitamine. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2015/08/types-and-classifications-of-exoskeletons/ Types And Classifications of Exoskeletons] Exoskeleton Report (2015)</ref><br />
<br />
== Ajalugu ==<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman, General Electric]]<br />
Inimvõimekust parendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, ratastega käru, metallist kirves, kiviheitemasin, või lennuk kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid, turvist ja raudrüüd, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelette kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Esimesed katsetused kogu keha hõlmava (toitega) eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani (''Human Augmentation Research and Development Investigation + ‘Man’'') loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu seati eesmärgiks, et eksoskelett peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada (tõsta kuni 680 kg). <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid teaduslike avastusi, siis eksoskelett prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardimani kontseptsiooni tulem oli väga raske (kaalus 680 kg), aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele (puudus stabiilsus). Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
Esimene kõndimist abistav eksoskelett arendati välja Mihajlo Pupini insituudis 1960. aastate lõpus. Serbia professori Miomir Vukobratovići eesvedamisel loodi insituudis mitmeid erinevaid disaine sealhulgas alamkeha eksoskelett "Kinematic walker (1969)" ja selle edasiarendus "Active suit (1978)". “Active suiti” võib pidada tänapäevaste eksoskeletide eelkäijaks - see oli modulaarne, kasutas elektroonilisi täiturmehhanisme ning mehhanismide juhtimiseks mikroprotsessorit. <ref><br />
Miomir K. Vukobratović, [https://www.pupin.rs/RnDProfile/pdf/exoskeletons.pdf When Were Active Exoskeletons Actually Born?], Mihajlo Pupin Institute (2007)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakkas Monty Reed arendama LIFESUIT eksoskeletti. Monty Reed oli sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Haiglas olles ja mõtiskeledes elu üle, luges ta läbi Robert Heinleini „Starship Troopers“ raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid kogukeha eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi ja 2005. aastal Püha Patricku päeval osales Monty Reed oma LS12 eksoskeletiga 3 miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
Tehniliste piirangute tõttu võttis mõnda aega, et eksoskeleti tehnoloogia areneks. Esimesed kommertslikuks tarbeks eksoskeletid tulid turule 21. sajandi alguses ning on suunatud rehabilisatsiooni protsessi abistamiseks. Hocoma Lokomati (2001) kasutatakse haiglates ja taastusravikeskustes üle maailma. 2013. aastal teatas Hocoma 500. Lokomati eksoskeleti müügist maailmas.<br />
<ref>[https://www.eduexo.com/resources/articles/exoskeleton-history/ A Brief History of Robotic Exoskeletons], Eduexo (2017)</ref><br />
<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://youtu.be/FRDM_GUyGmo?t=54<br />
|dimensions=450|description=Lokomat®Pro Sensation <br />
}}<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelett võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
Sõjatandril pole eksoskeletid veel laialt kasutusel, sest on mitmed probleemid millele pole veel lahendust leitud. Üks neist on eksoskelettide mehhanismide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on objekti mass, mida on vaja liigutada ja selle liigutamiseks vajalik energiahulk. Lisaks massile rakenduvad lahinguväljal logistilised raskused kuidas leida laadimise või akude vahetamise võimalus. Eksoskelettidel on võimalik kasutada akude asemel ka sisepõlemismootorit. Väikesed sisepõlemismootorid suudavad mõningad eelmainitud probleemidest lahendada, aga tekitavad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelett peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad erinevate maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikkuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) panustas eksoskelettide uurimisse 2001. aastal alustatud programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. DARPA rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Projektidest valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=PZcHlz_obyw<br />
|alignment=right|dimensions=300|description=Sarcos Guardian XO (XOS2)|frame <br />
}}<br />
HULC on eksoskelett, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Projekti eesmärgiks oli välja töötada eksoskelett, mis aitab vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, näiteks raske lahingvarustuse kandmisel. HULC eksoskelett parandab sõdurite kandevõimet viies koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude (tugede). HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumist juhtida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS II generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü, sest see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alakeha eksoskeletidest võib välja tuua:<br />
* Lockheed Martini Onyx<ref>[https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/exoskeleton-technologies/military.html#:~:text=Lockheed%20Martin's%20new%20powered%20lower,while%20carrying%20mission%2Dessential%20equipment Lockheed Martin ONYX], Lockheed Martin</ref><br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<ref>[https://www.darpa.mil/news-events/2014-09-16 Lightweight, Soft Exosuit Aims to Prevent Musculoskeletal Injury in Warfighters]</ref><br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
Ei ole leidnud kinnitust, et ühtegi eelmainitud lahendustest on ka tegelikult sõjategevuses kasutatud. Küll hakkas USA sõjavägi 2019. aastal sooritama teste Lockheed Martini ONYX eksoskeletiga. Samas ei ole teada kas ONYX oleks mõnes sõjalis-konfliktsituatsioonis kasutust leidnud. Ka tänapäeval on enamik militaarset eksoskeleti tehnoloogiat teadus- ja arengutegevuse (R/D) faasis.<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 60-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>World Health Organisation, [https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ageing-and-health/ Ageing and health 2021]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid võib laias laastus jagada kaheks vastavalt sellele, millise kehaosa (kas üla- või alakeha) liikumist nad toetavad. <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
[[File:ReWalk_pair.jpg|thumb|ReWalk alakeha eksoskelett]]<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
Alakeha eksoskelettide suuremateks tootjateks on USA firma Ekso Bionics <ref>[https://eksobionics.com/ Ekso Bionics]</ref>, mis valmistab nii meditsiiniliseks kui tööstuslikuks kasutamiseks mõeldud eksokelette, ja Iisraeli firma ReWalk Robotics <ref>[https://rewalk.com/ ReWalk Robotics]</ref>, mis keskendub spetsiifiliselt meditsiinilistele alakeha eksoskelettidele, et aidata inimestel kõndida.<br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
[[File:myomo_arm.jpg|thumb|left|upright=0.75|Myomo käsivarre eksoskelett]]<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>[https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Juhtivaks tootjaks meditsiiniliste ülakeha eksoskelettide vallas on USA firma Myomo. Nad on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendanud terve käsivarre eksoskeleti, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=== Tööstuslik ===<br />
[[File:Hyundais Chairless Exoskeleton.jpg|200px|thumb|right|alt text|frame|Hyundai eksoskelett]]<br />
<br />
Võib ju mõelda, et miks tänapäeva tööstuses üldse on vaja seadmeid, mis suurendavad inimese füüsilist võimekust, kuna robotid ja täielik automatiseerimine võiks ju füüsiliselt rasked tööülesanded inimeselt üle võtta. Reaalses elus ei ole see aga alati võimalik, eelkõige dünaamilistes tootmise- ja laokeskkondades, kus on palju erinevaid tooteid ja suhteliselt väikesed tellimuskogused, mille komplekteerimine eeldab suurt paindlikkust. Samuti ei suuda robotid asendada inimese võimet jälgida ümbritsevat ning teha sellest lähtuvalt loovalt otsuseid ning viia need ka sekundi murdosa jooksul täide.<br />
<br />
Seetõttu peavad töötajad tootmises endiselt manuaalselt teostama erinevaid tegevusi, nagu raskete esemete liigutamine ühest kohast teise või siis komplekteerimine, millega sageli kaasnevad ebamugavad sundasendid. Lahenduseks on siin eksoskelettide kasutamine, mis suurendab inimese jõuvõimet ning kaitseb keha liigse koormuse eest, samaaegselt vähendades füüsilise koormusega kaasnevaid terviseriske. <ref>Michiel P. de Looze, Tim Bosch, Frank Krause, Konrad S. Stadler & Leonard W. O’Sullivan, [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26444053/Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical work load], Ergonomics (2016)</ref> <br />
<br />
Eksoskeletid on kantavad robotülikonnad – kas kehaosade või kogu keha jaoks. Nad võivad toetada vöökohta, üla- või alakeha, õlgu. Nimmepiirkonda toetavad eksoskeletid on abiks raskete raskuste tõstmisel, samas ülakeha toetavad seadmed aitavad kaasa õlgade õigele liikumisele, kaalu efektiivsele jaotamisele ja kehahoiaku hoidmise toetamisele. <ref name="ekso_robots">K.Akshay,[https://control.com/technical-articles/exoskeleton-robots-for-industrial-applications/ Utilizing Exoskeleton Robots for Industrial Applications], control.com (2020)</ref><br />
<br />
Tööstuslikud eksoskeletid on tavaliselt abiks suure korduste arvuga, mitteneutraalsetes asendites ja suure töökoormusega ülesannete abistamisel. <ref>Hensel, R., and M. Keil,[https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2019.1573770/ Subjective Evaluation of a Passive Industrial Exoskeleton for Lower-Back Support: A Field Study in the Automotive Sector], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref> Tööstuses on töökohti, mis nõuavad töötajatelt suurt füüsilist pingutust ja vastupidavust ning kus tööd tuleb teha ebamugavates sundasendites. Sellistes olukordades on raske leida hästi toimivat lahendust, et kuidas tagada efektiivne tootmisprotsess ning samal ajal arvestada töötajate heaolu ja tervisega. Näiteks autotööstuse autode komplekteerimise liinidel tuleb töid teostada ebamugavates poosides, kas käed pikalt ette sirutatult või õlgadest kõrgemal, sellistes tööprotsessides on suureks abiks eksoskeletid, mis toetavad töötajate kehaosi ning vähendavad koormust. <ref name="ekso_classification">A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/ Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
Tööstuses on laialdaselt kasutusel passiivsed eksoskeletid, sest lisaks füüsilise jõu suurendamisele aitavad nad vähendada vigastuste ohtu töötaja õlgadele või lülisambale, vähendades samal ajal väsimust. Võib isegi öelda, et nad on muutumas tööstuses töökultuuri lahutamatuks osaks, õigustades tehtud investeeringuid, tagades lisaks parematele töötulemustele ka töötajate suurema ohutuse. <ref name="ekso_robots"/><br />
<br />
Aktiivsetel eksoskelettidel on samuti paljulubav pikaajaline kasu töötajate jõudluse suurendamisel, kuid tehnoloogia kasutuselevõtu määr on väga aeglane, kuna tehnoloogia pole piisavalt vastupidav ja sellega kaasnevad suured kulud. <ref name="ekso_robots"/> Kuni aktiivsete eksoskelettide laialdasem kasutamine pole veel võimalik, on välja arendatud ka poolaktiivsed. Nii aktiivsetel kui poolaktiivsetel seadmetel on kasutusel sensorid täiturmehhanismide kontrollimiseks. Poolaktiivsete eksoskelettide puhul kontrollivad täiturmehhanismid vaid liigendite jäikust. Poolaktiivsete eksoskelettide laiem levik on pigem vaheetapp tehnoloogia arengus, enne täielikult intelligentsete ja kohanemisvõimeliste aktiivsete eksoskelettide laiemat levikut tööstuses. <ref name="ekso_classification"/><br />
<br />
== Tulevik ==<br />
Eksoskelettide tulevikupotentsiaal on väga suur. Valdkonnad, kus töötajatel on vaja teha palju füüsilist tööd ja kus on seega risk inimeste tervisele, näiteks põllumajandus, tootmine või laotöö, saavad väga palju võita eksoskelettide arengust ja kasutuselevõtust.<ref>[https://www.bbc.com/news/business-56660644/ The 'Iron Man' body armour many of us may soon be wearing], BBC News (2021) </ref> Näiteks ehituses tuleb töötajatel sooritada tööoperatsioone erinevates ja sageli erakordselt ebamugavates poosides, samaaegselt raskusi hoides. Eksoskelettide kasutamine aitab parandada töö efektiivsust, kuna tööülesandeid saab sooritada kergemini, eksoskelett toetab keha ning aitab kaasa tööliigutuste sooritamisele. Kindlasti vähenevad ka erinevad vigastused või kui juba esinevad vigastused, siis tänu eksoskeletile saab töötaja oma tööd turvaliselt jätkata. <ref>Sunwook Kim, Albert Moore, Divya Srinivasan, Abiola Akanmu, Alan Barr, Carisa Harris-Adamson, David M. Rempel, Maury A. Nussbaum [https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2018.1561557/ Potential of Exoskeleton Technologies to Enhance Safety, Health, and Performance in Construction: Industry Perspectives and Future Research Directions], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref><br />
<br />
Eksoskelettide arendamise põhilisteks eesmärkideks on saada need võimalikult odavaks, energiasäästlikuks ja kasutajasõbralikuks. <ref>[https://www.roboticstomorrow.com/story/2021/10/the-future-of-robotic-exoskeletons-roadblocks-and-recent-advances/17693/ The Future of Robotic Exoskeletons: Roadblocks and Recent Advances], Robotics Tomorrow (2021) </ref> Energiasäästlikkuse mõttes arendatakse võimalikult palju passiivseid ja poolaktiivseid masinaid või üritatakse kasutada alternatiivseid energiaallikaid. <ref>[https://www.nature.com/articles/s41378-018-0024-3/ Wearable energy harvesters generating electricity from low-frequency human limb movement], Nature (2018)</ref> Selleks, et eksoskeletid oleks kerged, mugavad ja suuremat liikumisvabadust lubavad, arendatakse näiteks pehmeid eksoskelette, mis ei nõua suuri metallkontsruktsioone, vaid kasutavad uut tüüpi sensoreid ja jõu ülekande mehhanisme, et liikumist soodustada. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/forget-iron-man-skintight-suits-future-robotic-exoskeletons/ Forget Iron Man: Skintight Suits Are The Future Of Robotic Exoskeletons] (2016) </ref><ref>[https://biodesign.seas.harvard.edu/soft-exosuits/ Soft Exosuits]</ref><br />
<br />
Lisaks töötavad teadlased tehisintellekti tehnoloogiate abil välja uue põlvkonna eksoskelette, mis suudavad iseseisvalt mõelda ja otsuseid teha. Süsteem ühendab omavahel arvutinägemise ja süvaõppega tehisintellekti, et jäljendada liikumisvõimeliste inimeste kõndimist ning nägemise kaudu kontrollida ümbrust. Tänu kaamerale suudab eksoskelett tuvastada trepid, uksed ja muud ümbritseva keskkonna takistused ning vastavalt mootorile saadetud juhistele iseseisvalt ilma inimliku sekkumiseta võtta vastu otsused, kuidas edasi liikuda. Siin võib tuua sarnasusi autonoomsete autodega, mis sõidavad ise ning tuleviku eksoskeletid ja jalad suudavad ise, ilma inimliku sekkumiseta, käia. <ref>E.Engler Modic[https://www.todaysmedicaldevelopments.com/article/artificial-intelligence-exoskeleton-wearable-medical-device/#:~:text=Robotics%20researchers%20are%20developing%20exoskeletons%20and%20prosthetic%20legs,by%20seeing%20their%20surroundings%20and%20adjusting%20their%20movements./AI, wearable cameras in self-walking robotic exoskeletons], Today's Medical Developments (2021)</ref><br />
<br />
Tulevikus võiks eksoskeletid olla ka tavakasutajale kättesaadavad. SuitX on arendamas välja põlvel kantavat eksoskeletti, mis aitab vähendada koormust põlvele kõndides, trepist üles minnes või püsti tõustes. <ref>[https://www.suitx.com/boostknee/ BoostX Knee], SuitX</ref> Samuti on välja töötatud kerge eksoskelett, mis on mõeldud matkajatele, jooksjatele ja sportlastele, et aidata kanda raskusi ja hõlbustada liikumist. <ref>[https://www.xenhanced.com/ Enhanced Robotics]</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142669Eksoskeletid2022-05-05T16:47:10Z<p>Kristjan.keskkula: Hocoma sõnastus</p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
Eksoskelette on mitut eri tüüpi ja neid saab liigitada erinevat moodi. Vastavalt sellele, kas neid on võimalik kaasas kanda, võib neid jagada statsionaarseteks ja mobiilseteks, toestatava kehaosa järgi saab neid jagada ülakeha, alakeha ja kogu keha eksoskelettideks. Lisaks on üks peamisi viise eksoskelettide liigitamiseks nende energiavajadus. <br />
<br />
Eksoskeletid võivad olla nii passiivsed, aktiivsed kui ka poolaktiivsed. Passiivsed eksoskeletid on ilma energiaallikata ja kasutavad inimkeha tugevuse suurendamiseks ja toetamiseks füüsikaseadusi. Aktiivsed eksoskeletid kasutavad liigendites välisel energial töötavaid mehhanisme. Selleks võib olla elektrimootor või muud tüüpi ajam, mis suurendab inimese jõudu ja aitab liigesed tööle panna. Aktiivsete eksoskelettide ajamid genereerivad jõudu nii eksoskeleti enda raskuse kandmiseks kui ka inimese poolt sooritatava ülesande jaoks soovitud kaalu kandmiseks. Kasutusel on ka poolaktiivsed eksoskeletid, mis on on passiivse ja aktiivse kombinatsioon, millel on poolaktiivne käivitamine. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2015/08/types-and-classifications-of-exoskeletons/ Types And Classifications of Exoskeletons] Exoskeleton Report (2015)</ref><br />
<br />
== Ajalugu ==<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman, General Electric]]<br />
Inimvõimekust parendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, ratastega käru, metallist kirves, kiviheitemasin, või lennuk kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid, turvist ja raudrüüd, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelette kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Esimesed katsetused kogu keha hõlmava (toitega) eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani (''Human Augmentation Research and Development Investigation + ‘Man’'') loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu seati eesmärgiks, et eksoskelett peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada (tõsta kuni 680 kg). <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid teaduslike avastusi, siis eksoskelett prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardimani kontseptsiooni tulem oli väga raske (kaalus 680 kg), aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele (puudus stabiilsus). Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
Esimene kõndimist abistav eksoskelett arendati välja Mihajlo Pupini insituudis 1960. aastate lõpus. Serbia professori Miomir Vukobratovići eesvedamisel loodi insituudis mitmeid erinevaid disaine sealhulgas alamkeha eksoskelett "Kinematic walker (1969)" ja selle edasiarendus "Active suit (1978)". “Active suiti” võib pidada tänapäevaste eksoskeletide eelkäijaks - see oli modulaarne, kasutas elektroonilisi täiturmehhanisme ning mehhanismide juhtimiseks mikroprotsessorit. <ref><br />
Miomir K. Vukobratović, [https://www.pupin.rs/RnDProfile/pdf/exoskeletons.pdf When Were Active Exoskeletons Actually Born?], Mihajlo Pupin Institute (2007)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakkas Monty Reed arendama LIFESUIT eksoskeletti. Monty Reed oli sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Haiglas olles ja mõtiskeledes elu üle, luges ta läbi Robert Heinleini „Starship Troopers“ raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid kogukeha eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi ja 2005. aastal Püha Patricku päeval osales Monty Reed oma LS12 eksoskeletiga 3 miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
Tehniliste piirangute tõttu võttis mõnda aega, et eksoskeleti tehnoloogia areneks. Esimesed kommertslikuks tarbeks eksoskeletid tulid turule 21. sajandi alguses ning on suunatud rehabilisatsiooni protsessi abistamiseks. Hocoma Lokomati (2001) kasutatakse haiglates ja taastusravikeskustes üle maailma. 2013. aastal teatas Hocoma 500. Lokomati eksoskeleti müügist maailmas.<br />
<ref>[https://www.eduexo.com/resources/articles/exoskeleton-history/ A Brief History of Robotic Exoskeletons], Eduexo (2017)</ref><br />
<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://youtu.be/FRDM_GUyGmo?t=54<br />
|dimensions=450|description=Lokomat®Pro Sensation <br />
}}<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelett võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
Sõjatandril pole eksoskeletid veel laialt kasutusel, sest on mitmed probleemid millele pole veel lahendust leitud. Üks neist on eksoskelettide mehhanismide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on objekti mass, mida on vaja liigutada ja selle liigutamiseks vajalik energiahulk. Lisaks massile rakenduvad lahinguväljal logistilised raskused kuidas leida laadimise või akude vahetamise võimalus. Eksoskelettidel on võimalik kasutada akude asemel ka sisepõlemismootorit. Väikesed sisepõlemismootorid suudavad mõningad eelmainitud probleemidest lahendada, aga tekitavad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelett peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad erinevate maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikkuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) panustas eksoskelettide uurimisse 2001. aastal alustatud programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. DARPA rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Projektidest valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=PZcHlz_obyw<br />
|alignment=right|dimensions=300|description=Sarcos Guardian XO (XOS2)|frame <br />
}}<br />
HULC on eksoskelett, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Projekti eesmärgiks oli välja töötada eksoskelett, mis aitab vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, näiteks raske lahingvarustuse kandmisel. HULC eksoskelett parandab sõdurite kandevõimet viies koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude (tugede). HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumist juhtida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS II generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü, sest see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alakeha eksoskeletidest võib välja tuua:<br />
* Lockheed Martini Onyx<ref>[https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/exoskeleton-technologies/military.html#:~:text=Lockheed%20Martin's%20new%20powered%20lower,while%20carrying%20mission%2Dessential%20equipment Lockheed Martin ONYX], Lockheed Martin</ref><br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<ref>[https://www.darpa.mil/news-events/2014-09-16 Lightweight, Soft Exosuit Aims to Prevent Musculoskeletal Injury in Warfighters]</ref><br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
Ei ole leidnud kinnitust, et ühtegi eelmainitud lahendustest on ka tegelikult sõjategevuses kasutatud. Küll hakkas USA sõjavägi 2019. aastal sooritama teste Lockheed Martini ONYX eksoskeletiga. Samas ei ole teada kas ONYX oleks mõnes sõjalis-konfliktsituatsioonis kasutust leidnud. Ka tänapäeval on enamik militaarset eksoskeleti tehnoloogiat teadus- ja arengutegevuse (R/D) faasis.<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 60-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>World Health Organisation, [https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ageing-and-health/ Ageing and health 2021]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid võib laias laastus jagada kaheks vastavalt sellele, millise kehaosa (kas üla- või alakeha) liikumist nad toetavad. <br />
<br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
[[File:ReWalk_pair.jpg|thumb|ReWalk alakeha eksoskelett]]<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
Alakeha eksoskelettide suuremateks tootjateks on USA firma Ekso Bionics <ref>[https://eksobionics.com/ Ekso Bionics]</ref>, mis valmistab nii meditsiiniliseks kui tööstuslikuks kasutamiseks mõeldud eksokelette, ja Iisraeli firma ReWalk Robotics <ref>[https://rewalk.com/ ReWalk Robotics]</ref>, mis keskendub spetsiifiliselt meditsiinilistele alakeha eksoskelettidele, et aidata inimestel kõndida.<br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
[[File:myomo_arm.jpg|thumb|left|upright=0.75|Myomo käsivarre eksoskelett]]<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>[https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Juhtivaks tootjaks meditsiiniliste ülakeha eksoskelettide vallas on USA firma Myomo. Nad on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendanud terve käsivarre eksoskeleti, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=== Tööstuslik ===<br />
[[File:Hyundais Chairless Exoskeleton.jpg|200px|thumb|right|alt text|frame|Hyundai eksoskelett]]<br />
<br />
Võib ju mõelda, et miks tänapäeva tööstuses üldse on vaja seadmeid, mis suurendavad inimese füüsilist võimekust, kuna robotid ja täielik automatiseerimine võiks ju füüsiliselt rasked tööülesanded inimeselt üle võtta. Reaalses elus ei ole see aga alati võimalik, eelkõige dünaamilistes tootmise- ja laokeskkondades, kus on palju erinevaid tooteid ja suhteliselt väikesed tellimuskogused, mille komplekteerimine eeldab suurt paindlikkust. Samuti ei suuda robotid asendada inimese võimet jälgida ümbritsevat ning teha sellest lähtuvalt loovalt otsuseid ning viia need ka sekundi murdosa jooksul täide.<br />
<br />
Seetõttu peavad töötajad tootmises endiselt manuaalselt teostama erinevaid tegevusi, nagu raskete esemete liigutamine ühest kohast teise või siis komplekteerimine, millega sageli kaasnevad ebamugavad sundasendid. Lahenduseks on siin eksoskelettide kasutamine, mis suurendab inimese jõuvõimet ning kaitseb keha liigse koormuse eest, samaaegselt vähendades füüsilise koormusega kaasnevaid terviseriske. <ref>Michiel P. de Looze, Tim Bosch, Frank Krause, Konrad S. Stadler & Leonard W. O’Sullivan, [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26444053/Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical work load], Ergonomics (2016)</ref> <br />
<br />
Eksoskeletid on kantavad robotülikonnad – kas kehaosade või kogu keha jaoks. Nad võivad toetada vöökohta, üla- või alakeha, õlgu. Nimmepiirkonda toetavad eksoskeletid on abiks raskete raskuste tõstmisel, samas ülakeha toetavad seadmed aitavad kaasa õlgade õigele liikumisele, kaalu efektiivsele jaotamisele ja kehahoiaku hoidmise toetamisele. <ref name="ekso_robots">K.Akshay,[https://control.com/technical-articles/exoskeleton-robots-for-industrial-applications/Utilizing Exoskeleton Robots for Industrial Applications], control.com (2020)</ref><br />
<br />
Tööstuslikud eksoskeletid on tavaliselt abiks suure korduste arvuga, mitteneutraalsetes asendites ja suure töökoormusega ülesannete abistamisel. <ref>Hensel, R., and M. Keil,[https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2019.1573770/ Subjective Evaluation of a Passive Industrial Exoskeleton for Lower-Back Support: A Field Study in the Automotive Sector], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref> Tööstuses on töökohti, mis nõuavad töötajatelt suurt füüsilist pingutust ja vastupidavust ning kus tööd tuleb teha ebamugavates sundasendites. Sellistes olukordades on raske leida hästi toimivat lahendust, et kuidas tagada efektiivne tootmisprotsess ning samal ajal arvestada töötajate heaolu ja tervisega. Näiteks autotööstuse autode komplekteerimise liinidel tuleb töid teostada ebamugavates poosides, kas käed pikalt ette sirutatult või õlgadest kõrgemal, sellistes tööprotsessides on suureks abiks eksoskeletid, mis toetavad töötajate kehaosi ning vähendavad koormust. <ref name="ekso_classification">A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
Tööstuses on laialdaselt kasutusel passiivsed eksoskeletid, sest lisaks füüsilise jõu suurendamisele aitavad nad vähendada vigastuste ohtu töötaja õlgadele või lülisambale, vähendades samal ajal väsimust. Võib isegi öelda, et nad on muutumas tööstuses töökultuuri lahutamatuks osaks, õigustades tehtud investeeringuid, tagades lisaks parematele töötulemustele ka töötajate suurema ohutuse. <ref name="ekso_robots"/><br />
<br />
Aktiivsetel eksoskelettidel on samuti paljulubav pikaajaline kasu töötajate jõudluse suurendamisel, kuid tehnoloogia kasutuselevõtu määr on väga aeglane, kuna tehnoloogia pole piisavalt vastupidav ja sellega kaasnevad suured kulud. <ref name="ekso_robots"/> Kuni aktiivsete eksoskelettide laialdasem kasutamine pole veel võimalik, on välja arendatud ka poolaktiivsed. Nii aktiivsetel kui poolaktiivsetel seadmetel on kasutusel sensorid täiturmehhanismide kontrollimiseks. Poolaktiivsete eksoskelettide puhul kontrollivad täiturmehhanismid vaid liigendite jäikust. Poolaktiivsete eksoskelettide laiem levik on pigem vaheetapp tehnoloogia arengus, enne täielikult intelligentsete ja kohanemisvõimeliste aktiivsete eksoskelettide laiemat levikut tööstuses. <ref name="ekso_classification"/><br />
<br />
== Tulevik ==<br />
Eksoskelettide tulevikupotentsiaal on väga suur. Valdkonnad, kus töötajatel on vaja teha palju füüsilist tööd ja kus on seega risk inimeste tervisele, näiteks põllumajandus, tootmine või laotöö, saavad väga palju võita eksoskelettide arengust ja kasutuselevõtust.<ref>[https://www.bbc.com/news/business-56660644/ The 'Iron Man' body armour many of us may soon be wearing], BBC News (2021) </ref> Näiteks ehituses tuleb töötajatel sooritada tööoperatsioone erinevates ja sageli erakordselt ebamugavates poosides, samaaegselt raskusi hoides. Eksoskelettide kasutamine aitab parandada töö efektiivsust, kuna tööülesandeid saab sooritada kergemini, eksoskelett toetab keha ning aitab kaasa tööliigutuste sooritamisele. Kindlasti vähenevad ka erinevad vigastused või kui juba esinevad vigastused, siis tänu eksoskeletile saab töötaja oma tööd turvaliselt jätkata. <ref>Sunwook Kim, Albert Moore, Divya Srinivasan, Abiola Akanmu, Alan Barr, Carisa Harris-Adamson, David M. Rempel, Maury A. Nussbaum [https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2018.1561557/Potential of Exoskeleton Technologies to Enhance Safety, Health, and Performance in Construction: Industry Perspectives and Future Research Directions], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref><br />
<br />
Eksoskelettide arendamise põhilisteks eesmärkideks on saada need võimalikult odavaks, energiasäästlikuks ja kasutajasõbralikuks. <ref>[https://www.roboticstomorrow.com/story/2021/10/the-future-of-robotic-exoskeletons-roadblocks-and-recent-advances/17693/ The Future of Robotic Exoskeletons: Roadblocks and Recent Advances], Robotics Tomorrow (2021) </ref> Energiasäästlikkuse mõttes arendatakse võimalikult palju passiivseid ja poolaktiivseid masinaid või üritatakse kasutada alternatiivseid energiaallikaid. <ref>[https://www.nature.com/articles/s41378-018-0024-3/ Wearable energy harvesters generating electricity from low-frequency human limb movement], Nature (2018)</ref> Selleks, et eksoskeletid oleks kerged, mugavad ja suuremat liikumisvabadust lubavad, arendatakse näiteks pehmeid eksoskelette, mis ei nõua suuri metallkontsruktsioone, vaid kasutavad uut tüüpi sensoreid ja jõu ülekande mehhanisme, et liikumist soodustada. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/forget-iron-man-skintight-suits-future-robotic-exoskeletons/ Forget Iron Man: Skintight Suits Are The Future Of Robotic Exoskeletons] (2016) </ref><ref>[https://biodesign.seas.harvard.edu/soft-exosuits/ Soft Exosuits]</ref><br />
<br />
Lisaks töötavad teadlased tehisintellekti tehnoloogiate abil välja uue põlvkonna eksoskelette, mis suudavad iseseisvalt mõelda ja otsuseid teha. Süsteem ühendab omavahel arvutinägemise ja süvaõppega tehisintellekti, et jäljendada liikumisvõimeliste inimeste kõndimist ning nägemise kaudu kontrollida ümbrust. Tänu kaamerale suudab eksoskelett tuvastada trepid, uksed ja muud ümbritseva keskkonna takistused ning vastavalt mootorile saadetud juhistele iseseisvalt ilma inimliku sekkumiseta võtta vastu otsused, kuidas edasi liikuda. Siin võib tuua sarnasusi autonoomsete autodega, mis sõidavad ise ning tuleviku eksoskeletid ja jalad suudavad ise, ilma inimliku sekkumiseta, käia. <ref>E.Engler Modic[https://www.todaysmedicaldevelopments.com/article/artificial-intelligence-exoskeleton-wearable-medical-device/#:~:text=Robotics%20researchers%20are%20developing%20exoskeletons%20and%20prosthetic%20legs,by%20seeing%20their%20surroundings%20and%20adjusting%20their%20movements./AI, wearable cameras in self-walking robotic exoskeletons], Today's Medical Developments (2021)</ref><br />
<br />
Tulevikus võiks eksoskeletid olla ka tavakasutajale kättesaadavad. SuitX on arendamas välja põlvel kantavat eksoskeletti, mis aitab vähendada koormust põlvele kõndides, trepist üles minnes või püsti tõustes. <ref>[https://www.suitx.com/boostknee/ BoostX Knee], SuitX</ref> Samuti on välja töötatud kerge eksoskelett, mis on mõeldud matkajatele, jooksjatele ja sportlastele, et aidata kanda raskusi ja hõlbustada liikumist. <ref>[https://www.xenhanced.com/ Enhanced Robotics]</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142668Eksoskeletid2022-05-05T16:45:07Z<p>Kristjan.keskkula: /* Tänapäev */</p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
Eksoskelette on mitut eri tüüpi ja neid saab liigitada erinevat moodi. Vastavalt sellele, kas neid on võimalik kaasas kanda, võib neid jagada statsionaarseteks ja mobiilseteks, toestatava kehaosa järgi saab neid jagada ülakeha, alakeha ja kogu keha eksoskelettideks. Lisaks on üks peamisi viise eksoskelettide liigitamiseks nende energiavajadus. <br />
<br />
Eksoskeletid võivad olla nii passiivsed, aktiivsed kui ka poolaktiivsed. Passiivsed eksoskeletid on ilma energiaallikata ja kasutavad inimkeha tugevuse suurendamiseks ja toetamiseks füüsikaseadusi. Aktiivsed eksoskeletid kasutavad liigendites välisel energial töötavaid mehhanisme. Selleks võib olla elektrimootor või muud tüüpi ajam, mis suurendab inimese jõudu ja aitab liigesed tööle panna. Aktiivsete eksoskelettide ajamid genereerivad jõudu nii eksoskeleti enda raskuse kandmiseks kui ka inimese poolt sooritatava ülesande jaoks soovitud kaalu kandmiseks. Kasutusel on ka poolaktiivsed eksoskeletid, mis on on passiivse ja aktiivse kombinatsioon, millel on poolaktiivne käivitamine. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2015/08/types-and-classifications-of-exoskeletons/ Types And Classifications of Exoskeletons] Exoskeleton Report (2015)</ref><br />
<br />
== Ajalugu ==<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman, General Electric]]<br />
Inimvõimekust parendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, ratastega käru, metallist kirves, kiviheitemasin, või lennuk kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid, turvist ja raudrüüd, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelette kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Esimesed katsetused kogu keha hõlmava (toitega) eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani (''Human Augmentation Research and Development Investigation + ‘Man’'') loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu seati eesmärgiks, et eksoskelett peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada (tõsta kuni 680 kg). <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid teaduslike avastusi, siis eksoskelett prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardimani kontseptsiooni tulem oli väga raske (kaalus 680 kg), aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele (puudus stabiilsus). Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
Esimene kõndimist abistav eksoskelett arendati välja Mihajlo Pupini insituudis 1960. aastate lõpus. Serbia professori Miomir Vukobratovići eesvedamisel loodi insituudis mitmeid erinevaid disaine sealhulgas alamkeha eksoskelett "Kinematic walker (1969)" ja selle edasiarendus "Active suit (1978)". “Active suiti” võib pidada tänapäevaste eksoskeletide eelkäijaks - see oli modulaarne, kasutas elektroonilisi täiturmehhanisme ning mehhanismide juhtimiseks mikroprotsessorit. <ref><br />
Miomir K. Vukobratović, [https://www.pupin.rs/RnDProfile/pdf/exoskeletons.pdf When Were Active Exoskeletons Actually Born?], Mihajlo Pupin Institute (2007)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakkas Monty Reed arendama LIFESUIT eksoskeletti. Monty Reed oli sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Haiglas olles ja mõtiskeledes elu üle, luges ta läbi Robert Heinleini „Starship Troopers“ raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid kogukeha eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi ja 2005. aastal Püha Patricku päeval osales Monty Reed oma LS12 eksoskeletiga 3 miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
Tehniliste piirangute tõttu võttis mõnda aega, et eksoskeleti tehnoloogia areneks. Esimesed kommertslikuks tarbeks eksoskeletid tulid turule 21. sajandi alguses ning on suunatud rehabilisatsiooni protsessi abistamiseks. Hocomo Lokomati (2001) kasutatakse haiglates ja taastusravikeskustes üle maailma. 2013. aastal teatas Hocoma 500. Lokomati eksoskeleti müügist maailmas.<br />
<ref>[https://www.eduexo.com/resources/articles/exoskeleton-history/ A Brief History of Robotic Exoskeletons], Eduexo (2017)</ref><br />
<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://youtu.be/FRDM_GUyGmo?t=54<br />
|dimensions=450|description=Lokomat®Pro Sensation <br />
}}<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelett võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
Sõjatandril pole eksoskeletid veel laialt kasutusel, sest on mitmed probleemid millele pole veel lahendust leitud. Üks neist on eksoskelettide mehhanismide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on objekti mass, mida on vaja liigutada ja selle liigutamiseks vajalik energiahulk. Lisaks massile rakenduvad lahinguväljal logistilised raskused kuidas leida laadimise või akude vahetamise võimalus. Eksoskelettidel on võimalik kasutada akude asemel ka sisepõlemismootorit. Väikesed sisepõlemismootorid suudavad mõningad eelmainitud probleemidest lahendada, aga tekitavad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelett peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad erinevate maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikkuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) panustas eksoskelettide uurimisse 2001. aastal alustatud programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. DARPA rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Projektidest valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=PZcHlz_obyw<br />
|alignment=right|dimensions=300|description=Sarcos Guardian XO (XOS2)|frame <br />
}}<br />
HULC on eksoskelett, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Projekti eesmärgiks oli välja töötada eksoskelett, mis aitab vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, näiteks raske lahingvarustuse kandmisel. HULC eksoskelett parandab sõdurite kandevõimet viies koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude (tugede). HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumist juhtida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS II generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü, sest see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alakeha eksoskeletidest võib välja tuua:<br />
* Lockheed Martini Onyx<ref>[https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/exoskeleton-technologies/military.html#:~:text=Lockheed%20Martin's%20new%20powered%20lower,while%20carrying%20mission%2Dessential%20equipment Lockheed Martin ONYX], Lockheed Martin</ref><br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<ref>[https://www.darpa.mil/news-events/2014-09-16 Lightweight, Soft Exosuit Aims to Prevent Musculoskeletal Injury in Warfighters]</ref><br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
Ei ole leidnud kinnitust, et ühtegi eelmainitud lahendustest on ka tegelikult sõjategevuses kasutatud. Küll hakkas USA sõjavägi 2019. aastal sooritama teste Lockheed Martini ONYX eksoskeletiga. Samas ei ole teada kas ONYX oleks mõnes sõjalis-konfliktsituatsioonis kasutust leidnud. Ka tänapäeval on enamik militaarset eksoskeleti tehnoloogiat teadus- ja arengutegevuse (R/D) faasis.<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 60-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>World Health Organisation, [https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ageing-and-health/ Ageing and health 2021]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid võib laias laastus jagada kaheks vastavalt sellele, millise kehaosa (kas üla- või alakeha) liikumist nad toetavad. <br />
<br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
[[File:ReWalk_pair.jpg|thumb|ReWalk alakeha eksoskelett]]<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
Alakeha eksoskelettide suuremateks tootjateks on USA firma Ekso Bionics <ref>[https://eksobionics.com/ Ekso Bionics]</ref>, mis valmistab nii meditsiiniliseks kui tööstuslikuks kasutamiseks mõeldud eksokelette, ja Iisraeli firma ReWalk Robotics <ref>[https://rewalk.com/ ReWalk Robotics]</ref>, mis keskendub spetsiifiliselt meditsiinilistele alakeha eksoskelettidele, et aidata inimestel kõndida.<br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
[[File:myomo_arm.jpg|thumb|left|upright=0.75|Myomo käsivarre eksoskelett]]<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>[https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Juhtivaks tootjaks meditsiiniliste ülakeha eksoskelettide vallas on USA firma Myomo. Nad on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendanud terve käsivarre eksoskeleti, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=== Tööstuslik ===<br />
[[File:Hyundais Chairless Exoskeleton.jpg|200px|thumb|right|alt text|frame|Hyundai eksoskelett]]<br />
<br />
Võib ju mõelda, et miks tänapäeva tööstuses üldse on vaja seadmeid, mis suurendavad inimese füüsilist võimekust, kuna robotid ja täielik automatiseerimine võiks ju füüsiliselt rasked tööülesanded inimeselt üle võtta. Reaalses elus ei ole see aga alati võimalik, eelkõige dünaamilistes tootmise- ja laokeskkondades, kus on palju erinevaid tooteid ja suhteliselt väikesed tellimuskogused, mille komplekteerimine eeldab suurt paindlikkust. Samuti ei suuda robotid asendada inimese võimet jälgida ümbritsevat ning teha sellest lähtuvalt loovalt otsuseid ning viia need ka sekundi murdosa jooksul täide.<br />
<br />
Seetõttu peavad töötajad tootmises endiselt manuaalselt teostama erinevaid tegevusi, nagu raskete esemete liigutamine ühest kohast teise või siis komplekteerimine, millega sageli kaasnevad ebamugavad sundasendid. Lahenduseks on siin eksoskelettide kasutamine, mis suurendab inimese jõuvõimet ning kaitseb keha liigse koormuse eest, samaaegselt vähendades füüsilise koormusega kaasnevaid terviseriske. <ref>Michiel P. de Looze, Tim Bosch, Frank Krause, Konrad S. Stadler & Leonard W. O’Sullivan, [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26444053/Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical work load], Ergonomics (2016)</ref> <br />
<br />
Eksoskeletid on kantavad robotülikonnad – kas kehaosade või kogu keha jaoks. Nad võivad toetada vöökohta, üla- või alakeha, õlgu. Nimmepiirkonda toetavad eksoskeletid on abiks raskete raskuste tõstmisel, samas ülakeha toetavad seadmed aitavad kaasa õlgade õigele liikumisele, kaalu efektiivsele jaotamisele ja kehahoiaku hoidmise toetamisele. <ref name="ekso_robots">K.Akshay,[https://control.com/technical-articles/exoskeleton-robots-for-industrial-applications/Utilizing Exoskeleton Robots for Industrial Applications], control.com (2020)</ref><br />
<br />
Tööstuslikud eksoskeletid on tavaliselt abiks suure korduste arvuga, mitteneutraalsetes asendites ja suure töökoormusega ülesannete abistamisel. <ref>Hensel, R., and M. Keil,[https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2019.1573770/ Subjective Evaluation of a Passive Industrial Exoskeleton for Lower-Back Support: A Field Study in the Automotive Sector], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref> Tööstuses on töökohti, mis nõuavad töötajatelt suurt füüsilist pingutust ja vastupidavust ning kus tööd tuleb teha ebamugavates sundasendites. Sellistes olukordades on raske leida hästi toimivat lahendust, et kuidas tagada efektiivne tootmisprotsess ning samal ajal arvestada töötajate heaolu ja tervisega. Näiteks autotööstuse autode komplekteerimise liinidel tuleb töid teostada ebamugavates poosides, kas käed pikalt ette sirutatult või õlgadest kõrgemal, sellistes tööprotsessides on suureks abiks eksoskeletid, mis toetavad töötajate kehaosi ning vähendavad koormust. <ref name="ekso_classification">A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
Tööstuses on laialdaselt kasutusel passiivsed eksoskeletid, sest lisaks füüsilise jõu suurendamisele aitavad nad vähendada vigastuste ohtu töötaja õlgadele või lülisambale, vähendades samal ajal väsimust. Võib isegi öelda, et nad on muutumas tööstuses töökultuuri lahutamatuks osaks, õigustades tehtud investeeringuid, tagades lisaks parematele töötulemustele ka töötajate suurema ohutuse. <ref name="ekso_robots"/><br />
<br />
Aktiivsetel eksoskelettidel on samuti paljulubav pikaajaline kasu töötajate jõudluse suurendamisel, kuid tehnoloogia kasutuselevõtu määr on väga aeglane, kuna tehnoloogia pole piisavalt vastupidav ja sellega kaasnevad suured kulud. <ref name="ekso_robots"/> Kuni aktiivsete eksoskelettide laialdasem kasutamine pole veel võimalik, on välja arendatud ka poolaktiivsed. Nii aktiivsetel kui poolaktiivsetel seadmetel on kasutusel sensorid täiturmehhanismide kontrollimiseks. Poolaktiivsete eksoskelettide puhul kontrollivad täiturmehhanismid vaid liigendite jäikust. Poolaktiivsete eksoskelettide laiem levik on pigem vaheetapp tehnoloogia arengus, enne täielikult intelligentsete ja kohanemisvõimeliste aktiivsete eksoskelettide laiemat levikut tööstuses. <ref name="ekso_classification"/><br />
<br />
== Tulevik ==<br />
Eksoskelettide tulevikupotentsiaal on väga suur. Valdkonnad, kus töötajatel on vaja teha palju füüsilist tööd ja kus on seega risk inimeste tervisele, näiteks põllumajandus, tootmine või laotöö, saavad väga palju võita eksoskelettide arengust ja kasutuselevõtust.<ref>[https://www.bbc.com/news/business-56660644/ The 'Iron Man' body armour many of us may soon be wearing], BBC News (2021) </ref> Näiteks ehituses tuleb töötajatel sooritada tööoperatsioone erinevates ja sageli erakordselt ebamugavates poosides, samaaegselt raskusi hoides. Eksoskelettide kasutamine aitab parandada töö efektiivsust, kuna tööülesandeid saab sooritada kergemini, eksoskelett toetab keha ning aitab kaasa tööliigutuste sooritamisele. Kindlasti vähenevad ka erinevad vigastused või kui juba esinevad vigastused, siis tänu eksoskeletile saab töötaja oma tööd turvaliselt jätkata. <ref>Sunwook Kim, Albert Moore, Divya Srinivasan, Abiola Akanmu, Alan Barr, Carisa Harris-Adamson, David M. Rempel, Maury A. Nussbaum [https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2018.1561557/Potential of Exoskeleton Technologies to Enhance Safety, Health, and Performance in Construction: Industry Perspectives and Future Research Directions], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref><br />
<br />
Eksoskelettide arendamise põhilisteks eesmärkideks on saada need võimalikult odavaks, energiasäästlikuks ja kasutajasõbralikuks. <ref>[https://www.roboticstomorrow.com/story/2021/10/the-future-of-robotic-exoskeletons-roadblocks-and-recent-advances/17693/ The Future of Robotic Exoskeletons: Roadblocks and Recent Advances], Robotics Tomorrow (2021) </ref> Energiasäästlikkuse mõttes arendatakse võimalikult palju passiivseid ja poolaktiivseid masinaid või üritatakse kasutada alternatiivseid energiaallikaid. <ref>[https://www.nature.com/articles/s41378-018-0024-3/ Wearable energy harvesters generating electricity from low-frequency human limb movement], Nature (2018)</ref> Selleks, et eksoskeletid oleks kerged, mugavad ja suuremat liikumisvabadust lubavad, arendatakse näiteks pehmeid eksoskelette, mis ei nõua suuri metallkontsruktsioone, vaid kasutavad uut tüüpi sensoreid ja jõu ülekande mehhanisme, et liikumist soodustada. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/forget-iron-man-skintight-suits-future-robotic-exoskeletons/ Forget Iron Man: Skintight Suits Are The Future Of Robotic Exoskeletons] (2016) </ref><ref>[https://biodesign.seas.harvard.edu/soft-exosuits/ Soft Exosuits]</ref><br />
<br />
Lisaks töötavad teadlased tehisintellekti tehnoloogiate abil välja uue põlvkonna eksoskelette, mis suudavad iseseisvalt mõelda ja otsuseid teha. Süsteem ühendab omavahel arvutinägemise ja süvaõppega tehisintellekti, et jäljendada liikumisvõimeliste inimeste kõndimist ning nägemise kaudu kontrollida ümbrust. Tänu kaamerale suudab eksoskelett tuvastada trepid, uksed ja muud ümbritseva keskkonna takistused ning vastavalt mootorile saadetud juhistele iseseisvalt ilma inimliku sekkumiseta võtta vastu otsused, kuidas edasi liikuda. Siin võib tuua sarnasusi autonoomsete autodega, mis sõidavad ise ning tuleviku eksoskeletid ja jalad suudavad ise, ilma inimliku sekkumiseta, käia. <ref>E.Engler Modic[https://www.todaysmedicaldevelopments.com/article/artificial-intelligence-exoskeleton-wearable-medical-device/#:~:text=Robotics%20researchers%20are%20developing%20exoskeletons%20and%20prosthetic%20legs,by%20seeing%20their%20surroundings%20and%20adjusting%20their%20movements./AI, wearable cameras in self-walking robotic exoskeletons], Today's Medical Developments (2021)</ref><br />
<br />
Tulevikus võiks eksoskeletid olla ka tavakasutajale kättesaadavad. SuitX on arendamas välja põlvel kantavat eksoskeletti, mis aitab vähendada koormust põlvele kõndides, trepist üles minnes või püsti tõustes. <ref>[https://www.suitx.com/boostknee/ BoostX Knee], SuitX</ref> Samuti on välja töötatud kerge eksoskelett, mis on mõeldud matkajatele, jooksjatele ja sportlastele, et aidata kanda raskusi ja hõlbustada liikumist. <ref>[https://www.xenhanced.com/ Enhanced Robotics]</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142538Eksoskeletid2022-05-03T11:19:10Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Ajalugu ==<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman, General Electric]]<br />
Inimvõimekust parendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, ratastega käru, metallist kirves, kiviheitemasin, või lennuk kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid, turvist ja raudrüüd, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelette kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Esimesed katsetused kogu keha hõlmava (toitega) eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani (''Human Augmentation Research and Development Investigation + ‘Man’'') loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu seati eesmärgiks, et eksoskelett peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada (tõsta kuni 680 kg). <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid teaduslike avastusi, siis eksoskelett prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardimani kontseptsiooni tulem oli väga raske (kaalus 680 kg), aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele (puudus stabiilsus). Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
Esimene kõndimist abistav eksoskelett arendati välja Mihajlo Pupini insituudis 1960. aastate lõpus. Serbia professori Miomir Vukobratovići eesvedamisel loodi insituudis mitmeid erinevaid disaine sealhulgas alamkeha eksoskelett "Kinematic walker (1969)" ja selle edasiarendus "Active suit (1978)". “Active suiti” võib pidada tänapäevaste eksoskeletide eelkäijaks - see oli modulaarne, kasutas elektroonilisi täiturmehhanisme ning mehhanismide juhtimiseks mikroprotsessorit. <ref><br />
Miomir K. Vukobratović, [https://www.pupin.rs/RnDProfile/pdf/exoskeletons.pdf When Were Active Exoskeletons Actually Born?], Mihajlo Pupin Institute (2007)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakkas Monty Reed arendama LIFESUIT eksoskeletti. Monty Reed oli sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Haiglas olles ja mõtiskeledes elu üle, luges ta läbi Robert Heinleini „Starship Troopers“ raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid kogukeha eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi ja 2005. aastal Püha Patricku päeval osales Monty Reed oma LS12 eksoskeletiga 3 miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
Tehniliste piirangute tõttu võttis mõnda aega, et eksoskeleti tehnoloogia areneks. Esimesed kommertslikuks tarbeks eksoskeletid tulid turule 21. sajandi alguses ning on suunatud rehabilisatsiooni protsessi abistamiseks. Hocomo Lokomati (2001) kasutatakse haiglates ja taastusravikeskustes üle maailma. 2013. aastal teatas Hocoma 500. Lokomati eksoskeleti müügist maailmas.<br />
<ref>[https://www.eduexo.com/resources/articles/exoskeleton-history/ A Brief History of Robotic Exoskeletons], Eduexo (2017)</ref><br />
<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://youtu.be/FRDM_GUyGmo?t=54<br />
|dimensions=450|description=Lokomat®Pro Sensation <br />
}}<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelett võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
Sõjatandril pole eksoskeletid veel laialt kasutusel, sest on mitmed probleemid millele pole veel lahendust leitud. Üks neist on eksoskelettide mehhanismide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on objekti mass, mida on vaja liigutada ja selle liigutamiseks vajalik energiahulk. Lisaks massile rakenduvad lahinguväljal logistilised raskused kuidas leida laadimise või akude vahetamise võimalus. Eksoskelettidel on võimalik kasutada akude asemel ka sisepõlemismootorit. Väikesed sisepõlemismootorid suudavad mõningad eelmainitud probleemidest lahendada, aga tekitavad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelett peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikkuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide uurimise 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=PZcHlz_obyw<br />
|alignment=right|dimensions=300|description=Sarcos Guardian XO (XOS2)|frame <br />
}}<br />
HULC on eksoskelett, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude (tugede). HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumist kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alakeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martini Onyx<ref>[https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/exoskeleton-technologies/military.html#:~:text=Lockheed%20Martin's%20new%20powered%20lower,while%20carrying%20mission%2Dessential%20equipment Lockheed Martin ONYX], Lockheed Martin</ref><br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<ref>[https://www.darpa.mil/news-events/2014-09-16 Lightweight, Soft Exosuit Aims to Prevent Musculoskeletal Injury in Warfighters]</ref><br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
Ei ole leidnud kinnitust, et ühtegi eelmainitud lahendustest on sõjategevuses kasutatud. Küll, aga hakkas USA sõjavägi 2019. aastal tegema teste Lockheed Martini ONYX eksoskeletiga. Ei ole teada kas ONYX oleks mõnes sõjalis-konfliktsituatsioonis kasutust leidnud. Ka tänapäeval on enamik militaarset eksoskeleti tehnoloogiat teadus- ja arengutegevuse (R/D) faasis.<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=== Tööstuslik ===<br />
[[File:Hyundais Chairless Exoskeleton.jpg|200px|thumb|right|alt text|frame|Hyundai eksoskelett]]<br />
Kui algselt oli inimkeha abistav mehhaaniline abivahend disainitud, et aidata inimestel kõndida ja seejärel leidis rakendust sõdurite füüsilise võimekuse suurendamisel, siis 1965. aastal General Electricu The Hardiman I, oli esimene moderne tööstuslikuks kasutuseks disainitud kogu keha eksoskelett, mis aitas kanda suuri raskusi. <ref>A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
Võib ju mõelda, et miks tänapäeva tööstuses üldse on vaja seadmeid, mis suurendavad inimese füüsilist võimekust, kuna robotid ja täielik automatiseerimine võiks ju füüsiliselt rasked tööülesanded inimeselt üle võtta. Reaalses elus ei ole see aga alati võimalik, eelkõige dünaamilistes tootmises- ja laokeskkondades, kus on palju erinevaid tooteid ja suhteliselt väikesed tellimuskogused, mille komplekteerimine eeldab suurt paindlikkust. Samuti ei suuda robotid asendada inimese võimet jälgida ümbritsevat ning teha sellest lähtuvalt loovalt otsused ning viia need ka sekundi murdosa jooksul täide.<br />
<br />
Seetõttu peavad töötajad tootmises endiselt manuaalselt teostama erinevaid tegevusi, nagu raskete esemete liigutamine ühest kohast teise või siis komplekteerimine, millega sageli kaasnevad ebamugavad sundasendid. Lahenduseks on siin eksoskelettide kasutamine, mis suurendab inimese jõuvõimet ning kaitseb keha liigse koormuse eest, samaegselt vähendades füüsilise koormusega kaasnevaid terviseriske. <ref>Michiel P. de Looze, Tim Bosch, Frank Krause, Konrad S. Stadler & Leonard W. O’Sullivan, [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26444053/Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical work load], Ergonomics (2016)</ref> <br />
<br />
Eksoskeletid on kantavad robotülikonnad – kas kehaosade või kogu keha jaoks. Nad võivad toetada vöökohta, üla- või alakeha, õlgu. Nimmepiirkonda toetavad eksoskeletid on abiks raskete raskuste tõstmisel, samas ülakeha toetavad seadmed aitavad kaasa õlgade õigele liikumisele, kaalu efektiivsele jaotamisele ja kehahoiaku hoidmise toetamisele. <ref name="ekso_robots">K.Akshay,[https://control.com/technical-articles/exoskeleton-robots-for-industrial-applications/Utilizing Exoskeleton Robots for Industrial Applications], control.com (2020)</ref><br />
<br />
Tööstuslikud eksoskeletid on tavaliselt abiks suure korduste arvuga, mitteneutraalsetes asendites ja suure töökoormusega ülesannete abistamisel. <ref>Hensel, R., and M. Keil,[https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2019.1573770/ Subjective Evaluation of a Passive Industrial Exoskeleton for Lower-Back Support: A Field Study in the Automotive Sector], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref> Tööstuses on töökohti, mis nõuavad töötajatelt suurt füüsilist pingutust ja vastupidavust ning kus tööd tuleb teha ebamugavates sundasendites. Sellistes olukordades on raske leida hästi toimivat lahendust, et kuidas tagada efektiivne tootmisprotsess ning samal ajal arvestada töötajate heaolu ja tervisega. Näiteks autotööstuse autode komplekteerimise liinidel tuleb töid teostada ebamugavates poosides, kas käed pikalt ette sirutatult või õlgadest kõrgemal, sellistes tööprotsessides on suureks abiks eksoskeletid, mis toetavad töötajate kehaosi ning vähendavad koormust. <ref name="ekso_classification">A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
==== Kuidas jagunevad tööstuslikud eksoskeletid? ====<br />
<br />
Eksoskeletid võivad olla passiivsed, mis on ilma energiaallikata või aktiivsed, mis kasutavad liigendites välisel enerrgial töötavaid mehhanisme. Kasutusel on ka poolaktiivsed eksoskeletid. <br />
<br />
===== Passiivsed =====<br />
<br />
Passiivsed eksoskeletid kasutavad inimkeha tugevuse suurendamiseks ja toetamiseks füüsikaseadusi. Lisaks füüsilise jõu suurendamisele, aitavad nad vähendada vigastuste ohtu töötaja õlgadele või lülisambale, vähendades samal ajal töötajate väsimust. Eelkirjeldatud omadused on taganud passiivsete eksoskelettide laiema leviku, võib isegi õelda, et nad on muutumas tööstuses töökultuuri lahutamatuks osaks, õigustades tehtud investeeringuid, tagades lisaks parematele töötulemustele ka töötajate suurema ohutuse. <ref name="ekso_robots"/><br />
<br />
===== Aktiivsed ===== <br />
<br />
Akttivsed eksoskeletid on varustatud ühe või mitme mehhanismiga, mis võib olla elektrimootor või muud tüüpi ajam, mis suurendab inimese jõudu ja aitab liigesed tööle panna. Aktiivsete eksoskelettide ajamid genereerivad jõudu nii eksoskeleti enda raskuse kandmiseks kui ka inimese poolt sooritatava ülesande jaoks soovitud kaalu kandmiseks. Aktiivsetel eksoskelettidel on paljulubav pikaajaline kasu töötajate jõudluse suurendamisel, kuid tehnoloogia kasutuselevõtu määr on väga aeglane, kuna tehnoloogia pole piisavalt vastupidav ja sellega kaasnevad suured kulud. <ref name="ekso_robots"/> <br />
<br />
===== Poolaktiivsed ===== <br />
<br />
Poolaktiivsed eksoskeletid on passiivse ja aktiivse eksoskeleti kombinatsioon, millel on poolaktiivne käivitamine. Nii aktiivsetel kui poolaktiivsetel seadmetel on kasutusel sensorid täiturmehanismide kontrollimiseks. Poolaktiivsete eksoskelettide puhul kontrollivad täiturmehanismid vaid liigendite jäikust. <br />
Poolaktiivsete eksoskelettide laiem levik on pigem vaheetapp tehnoloogia arengus, enne täielikult intelligentsete ja kohanemisvõimeliste aktiivsete eksoskelettide laiemat levikut tööstuses. <ref name="ekso_classification"/><br />
<br />
== Tulevik ==<br />
<br />
Teadlased töötavad tehisintellekti tehnoloogiate abil välja uue põlvkonna eksoskelette, mis suudavad iseseisvalt mõelda ja otsuseid teha. Süsteem ühendab omavahel arvutinägemise ja süvaõppega tehisintellekti, et jäljendada liikumisvõimeliste inimeste kõndimist ning nägemise kaudu kontrollida ümbrust. Tänu kaamerale suudab eksoskelett tuvastada trepid, uksed ja muud ümbritseva keskkonna takistused ning vastavalt mootorile saadetud juhistele iseseisvalt ilma inimliku sekkumiseta võtta vastu otsused, et kuidas edasi liikuda. Siin võib tuua sarnasusi autonoomsete autodega, mis sõidavad ise ning tuleviku eksoskeletid ja jalad suudavad ise, ilma inimliku sekkumiseta, käia. <ref>E.Engler Modic[https://www.todaysmedicaldevelopments.com/article/artificial-intelligence-exoskeleton-wearable-medical-device/#:~:text=Robotics%20researchers%20are%20developing%20exoskeletons%20and%20prosthetic%20legs,by%20seeing%20their%20surroundings%20and%20adjusting%20their%20movements./AI, wearable cameras in self-walking robotic exoskeletons], Today's Medical Developments (2021)</ref><br />
<br />
Valdkond, kus eksoskelettide laiem kasutuselevõtt tulevikus võib anda väga häid tulemusi on ehitus, kuna seal tuleb töötajatel sooritada tööoperatsioone erinevates ja segeli erakordselt ebamugavates poosides, samaaegselt raskusi hoides. Eksoskelettide kasutamine aitab parandada töö efektiivsust, kuna tööülesandeid saab sooritada kergemini, kuna eksoskelett toetab keha ning aitab kaasa tööliigutuste sooritamisele. Kindlasti vähenevad ka erinevad vigastused või kui juba esinevad vigastused, siis tänu eksoskeletile saab töötaja oma tööd turvaliselt jätkata. <ref>Sunwook Kim, Albert Moore, Divya Srinivasan, Abiola Akanmu, Alan Barr, Carisa Harris-Adamson, David M. Rempel, Maury A. Nussbaum [https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2018.1561557/Potential of Exoskeleton Technologies to Enhance Safety, Health, and Performance in Construction: Industry Perspectives and Future Research Directions], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142537Eksoskeletid2022-05-03T11:04:17Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Ajalugu ==<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman, General Electric]]<br />
Inimvõimekust parendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, ratastega käru, metallist kirves, kiviheitemasin, või lennuk kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid, turvist ja raudrüüd, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Esimesed katsetused kogu keha hõlmava (toitega) eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani (''Human Augmentation Research and Development Investigation + ‘Man’'') loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu seati eesmärgiks, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada (tõsta kuni 680 kg). <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman kontseptsioon oli väga raske (kaalus ise 680 kg), aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele (puudus stabiilsus). Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
Esimene kõndimist abistav eksoskelett arendati välja Mihajlo Pupini insituudis 1960. aastate lõpus. Serbia professori Miomir Vukobratovići eesvedamisel loodi insituudis mitmeid erinevaid disaine sealhulgas alamkeha eksoskelet "Kinematic walker (1969)" ja selle edasiarendus "Active suit (1978)". “Active suiti” võib pidada tänapäevaste eksoskeletide eelkäijaks - see oli modulaarne, kasutas elektroonilisi täiturmehhanisme ning mehhanismide juhtimiseks mikroprotsessorit. <ref><br />
Miomir K. Vukobratović, [https://www.pupin.rs/RnDProfile/pdf/exoskeletons.pdf When Were Active Exoskeletons Actually Born?], Mihajlo Pupin Institute (2007)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakkas Monty Reed arendama LIFESUIT eksoskeleti. Monty Reed oli sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Haiglas olles ja mõtiskeledes elu üle, luges ta läbi Robert Heinleini „Starship Troopers“ raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid kogukeha eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi ja 2005. aastal Püha Patricku päeval osales Monty Reed oma LS12 eksoskeletiga 3 miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
Tehniliste piirangute tõttu võttis mõnda aega, et eksoskeleti tehnoloogia areneks. Esimesed kommertslikuks tarbeks eksoskeletid tulid turule 21. sajandi alguses ning on suunatud rehabilisatsiooni protsessi abistamiseks. Hocomo Lokomati (2001) kasutatakse haiglates ja taastusravikeskustes üle maailma. 2013. aastal teatas Hocoma 500. Lokomati eksoskeleti müügist maailmas.<br />
<ref>[https://www.eduexo.com/resources/articles/exoskeleton-history/ A Brief History of Robotic Exoskeletons], Eduexo (2017)</ref><br />
<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://youtu.be/FRDM_GUyGmo?t=54<br />
|dimensions=450|description=Lokomat®Pro Sensation <br />
}}<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
Sõjatandril pole eksoskeletid veel laialt kasutusel, sest on mitmed probleemid millele pole veel lahendust leitud. Üks neist on eksoskelettide mehhanismide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on objekti mass, mida on vaja liigutada ja tekib vajadus suurematele energikandjatele. Lisaks massile rakenduvad lahinguväljal logistilised raskused kuidas leida laadimise võimalus. Eksoskeletidel on võimalik kasutada akude asemel ka sisepõlemismootorit. Väikesed sisepõlemismootorid suudavad mõningad eelmainitud probleemidest lahendada, aga tekitavad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide uurimise 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=PZcHlz_obyw<br />
|alignment=right|dimensions=300|description=Sarcos Guardian XO (XOS2)|frame <br />
}}<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alakeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martini Onyx<ref>[https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/exoskeleton-technologies/military.html#:~:text=Lockheed%20Martin's%20new%20powered%20lower,while%20carrying%20mission%2Dessential%20equipment Lockheed Martin ONYX], Lockheed Martin</ref><br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<ref>[https://www.darpa.mil/news-events/2014-09-16 Lightweight, Soft Exosuit Aims to Prevent Musculoskeletal Injury in Warfighters]</ref><br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
Ei ole leidnud kinnitust, et ühtegi eelmainitud lahendustest on sõjategevuses kasutatud. Küll, aga hakkas USA sõjavägi 2019. aastal tegema teste Lockheed Martini ONYX eksoskeletiga. Ei ole teada kas ONYX oleks mõnes sõjalis-konfliktsituatsioonis kasutust leidnud. Ka tänapäeval on enamik militaarset eksoskeleti tehnoloogiat teadus- ja arengutegevuse (R/D) faasis.<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=== Tööstuslik ===<br />
[[File:Hyundais Chairless Exoskeleton.jpg|200px|thumb|right|alt text|frame|Hyundai eksoskelett]]<br />
Kui algselt oli inimkeha abistav mehhaaniline abivahend disainitud, et aidata inimestel kõndida ja seejärel leidis rakendust sõdurite füüsilise võimekuse suurendamisel, siis 1965. aastal General Electricu The Hardiman I, oli esimene moderne tööstuslikuks kasutuseks disainitud kogu keha eksoskelett, mis aitas kanda suuri raskusi. <ref>A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
Võib ju mõelda, et miks tänapäeva tööstuses üldse on vaja seadmeid, mis suurendavad inimese füüsilist võimekust, kuna robotid ja täielik automatiseerimine võiks ju füüsiliselt rasked tööülesanded inimeselt üle võtta. Reaalses elus ei ole see aga alati võimalik, eelkõige dünaamilistes tootmises- ja laokeskkondades, kus on palju erinevaid tooteid ja suhteliselt väikesed tellimuskogused, mille komplekteerimine eeldab suurt paindlikkust. Samuti ei suuda robotid asendada inimese võimet jälgida ümbritsevat ning teha sellest lähtuvalt loovalt otsused ning viia need ka sekundi murdosa jooksul täide.<br />
<br />
Seetõttu peavad töötajad tootmises endiselt manuaalselt teostama erinevaid tegevusi, nagu raskete esemete liigutamine ühest kohast teise või siis komplekteerimine, millega sageli kaasnevad ebamugavad sundasendid. Lahenduseks on siin eksoskelettide kasutamine, mis suurendab inimese jõuvõimet ning kaitseb keha liigse koormuse eest, samaegselt vähendades füüsilise koormusega kaasnevaid terviseriske. <ref>Michiel P. de Looze, Tim Bosch, Frank Krause, Konrad S. Stadler & Leonard W. O’Sullivan, [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26444053/Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical work load], Ergonomics (2016)</ref> <br />
<br />
Eksoskeletid on kantavad robotülikonnad – kas kehaosade või kogu keha jaoks. Nad võivad toetada vöökohta, üla- või alakeha, õlgu. Nimmepiirkonda toetavad eksoskeletid on abiks raskete raskuste tõstmisel, samas ülakeha toetavad seadmed aitavad kaasa õlgade õigele liikumisele, kaalu efektiivsele jaotamisele ja kehahoiaku hoidmise toetamisele. <ref name="ekso_robots">K.Akshay,[https://control.com/technical-articles/exoskeleton-robots-for-industrial-applications/Utilizing Exoskeleton Robots for Industrial Applications], control.com (2020)</ref><br />
<br />
Tööstuslikud eksoskeletid on tavaliselt abiks suure korduste arvuga, mitteneutraalsetes asendites ja suure töökoormusega ülesannete abistamisel. <ref>Hensel, R., and M. Keil,[https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2019.1573770/ Subjective Evaluation of a Passive Industrial Exoskeleton for Lower-Back Support: A Field Study in the Automotive Sector], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref> Tööstuses on töökohti, mis nõuavad töötajatelt suurt füüsilist pingutust ja vastupidavust ning kus tööd tuleb teha ebamugavates sundasendites. Sellistes olukordades on raske leida hästi toimivat lahendust, et kuidas tagada efektiivne tootmisprotsess ning samal ajal arvestada töötajate heaolu ja tervisega. Näiteks autotööstuse autode komplekteerimise liinidel tuleb töid teostada ebamugavates poosides, kas käed pikalt ette sirutatult või õlgadest kõrgemal, sellistes tööprotsessides on suureks abiks eksoskeletid, mis toetavad töötajate kehaosi ning vähendavad koormust. <ref name="ekso_classification">A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
==== Kuidas jagunevad tööstuslikud eksoskeletid? ====<br />
<br />
Eksoskeletid võivad olla passiivsed, mis on ilma energiaallikata või aktiivsed, mis kasutavad liigendites välisel enerrgial töötavaid mehhanisme. Kasutusel on ka poolaktiivsed eksoskeletid. <br />
<br />
===== Passiivsed =====<br />
<br />
Passiivsed eksoskeletid kasutavad inimkeha tugevuse suurendamiseks ja toetamiseks füüsikaseadusi. Lisaks füüsilise jõu suurendamisele, aitavad nad vähendada vigastuste ohtu töötaja õlgadele või lülisambale, vähendades samal ajal töötajate väsimust. Eelkirjeldatud omadused on taganud passiivsete eksoskelettide laiema leviku, võib isegi õelda, et nad on muutumas tööstuses töökultuuri lahutamatuks osaks, õigustades tehtud investeeringuid, tagades lisaks parematele töötulemustele ka töötajate suurema ohutuse. <ref name="ekso_robots"/><br />
<br />
===== Aktiivsed ===== <br />
<br />
Akttivsed eksoskeletid on varustatud ühe või mitme mehhanismiga, mis võib olla elektrimootor või muud tüüpi ajam, mis suurendab inimese jõudu ja aitab liigesed tööle panna. Aktiivsete eksoskelettide ajamid genereerivad jõudu nii eksoskeleti enda raskuse kandmiseks kui ka inimese poolt sooritatava ülesande jaoks soovitud kaalu kandmiseks. Aktiivsetel eksoskelettidel on paljulubav pikaajaline kasu töötajate jõudluse suurendamisel, kuid tehnoloogia kasutuselevõtu määr on väga aeglane, kuna tehnoloogia pole piisavalt vastupidav ja sellega kaasnevad suured kulud. <ref name="ekso_robots"/> <br />
<br />
===== Poolaktiivsed ===== <br />
<br />
Poolaktiivsed eksoskeletid on passiivse ja aktiivse eksoskeleti kombinatsioon, millel on poolaktiivne käivitamine. Nii aktiivsetel kui poolaktiivsetel seadmetel on kasutusel sensorid täiturmehanismide kontrollimiseks. Poolaktiivsete eksoskelettide puhul kontrollivad täiturmehanismid vaid liigendite jäikust. <br />
Poolaktiivsete eksoskelettide laiem levik on pigem vaheetapp tehnoloogia arengus, enne täielikult intelligentsete ja kohanemisvõimeliste aktiivsete eksoskelettide laiemat levikut tööstuses. <ref name="ekso_classification"/><br />
<br />
== Tulevik ==<br />
<br />
Teadlased töötavad tehisintellekti tehnoloogiate abil välja uue põlvkonna eksoskelette, mis suudavad iseseisvalt mõelda ja otsuseid teha. Süsteem ühendab omavahel arvutinägemise ja süvaõppega tehisintellekti, et jäljendada liikumisvõimeliste inimeste kõndimist ning nägemise kaudu kontrollida ümbrust. Tänu kaamerale suudab eksoskelett tuvastada trepid, uksed ja muud ümbritseva keskkonna takistused ning vastavalt mootorile saadetud juhistele iseseisvalt ilma inimliku sekkumiseta võtta vastu otsused, et kuidas edasi liikuda. Siin võib tuua sarnasusi autonoomsete autodega, mis sõidavad ise ning tuleviku eksoskeletid ja jalad suudavad ise, ilma inimliku sekkumiseta, käia. <ref>E.Engler Modic[https://www.todaysmedicaldevelopments.com/article/artificial-intelligence-exoskeleton-wearable-medical-device/#:~:text=Robotics%20researchers%20are%20developing%20exoskeletons%20and%20prosthetic%20legs,by%20seeing%20their%20surroundings%20and%20adjusting%20their%20movements./AI, wearable cameras in self-walking robotic exoskeletons], Today's Medical Developments (2021)</ref><br />
<br />
Valdkond, kus eksoskelettide laiem kasutuselevõtt tulevikus võib anda väga häid tulemusi on ehitus, kuna seal tuleb töötajatel sooritada tööoperatsioone erinevates ja segeli erakordselt ebamugavates poosides, samaaegselt raskusi hoides. Eksoskelettide kasutamine aitab parandada töö efektiivsust, kuna tööülesandeid saab sooritada kergemini, kuna eksoskelett toetab keha ning aitab kaasa tööliigutuste sooritamisele. Kindlasti vähenevad ka erinevad vigastused või kui juba esinevad vigastused, siis tänu eksoskeletile saab töötaja oma tööd turvaliselt jätkata. <ref>Sunwook Kim, Albert Moore, Divya Srinivasan, Abiola Akanmu, Alan Barr, Carisa Harris-Adamson, David M. Rempel, Maury A. Nussbaum [https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2018.1561557/Potential of Exoskeleton Technologies to Enhance Safety, Health, and Performance in Construction: Industry Perspectives and Future Research Directions], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142412Eksoskeletid2022-05-02T11:20:36Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Ajalugu ==<br />
Inimvõimekust parendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, ratastega käru, metallist kirves, kiviheitemasin, või lennuk kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
... siia vahele ajaloost ...<br />
<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman, General Electric]]<br />
Esimesed katsetused kogu keha hõlmava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal Püha Patricku päeval osales Monty Reed oma LS12 eksoskeletiga 3 miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
... siia juurde ajaloost..<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
Sõjatandril pole eksoskeletid veel laialt kasutusel, sest on mitmed probleemid millele pole veel lahendust leitud. Üks neist on eksoskelettide mehhanismide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on objekti mass, mida on vaja liigutada ja tekib vajadus suurematele energikandjatele. Lisaks massile rakenduvad lahinguväljal logistilised raskused kuidas leida laadimise võimalus. Eksoskeletidel on võimalik kasutada akude asemel ka sisepõlemismootorit. Väikesed sisepõlemismootorid suudavad mõningad eelmainitud probleemidest lahendada, aga tekitavad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide uurimise 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=PZcHlz_obyw<br />
|alignment=right|dimensions=300|description=Sarcos Guardian XO (XOS2)|frame <br />
}}<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alakeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martini Onyx<ref>[https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/exoskeleton-technologies/military.html#:~:text=Lockheed%20Martin's%20new%20powered%20lower,while%20carrying%20mission%2Dessential%20equipment Lockheed Martin ONYX], Lockheed Martin</ref><br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<ref>[https://www.darpa.mil/news-events/2014-09-16 Lightweight, Soft Exosuit Aims to Prevent Musculoskeletal Injury in Warfighters]</ref><br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
Ei ole leidnud kinnitust, et ühtegi eelmainitud lahendustest on sõjategevuses kasutatud. Küll, aga hakkas USA sõjavägi 2019. aastal tegema teste Lockheed Martini ONYX eksoskeletiga. Ei ole teada kas ONYX oleks mõnes sõjalis-konfliktsituatsioonis kasutust leidnud. Ka tänapäeval on enamik militaarset eksoskeleti tehnoloogiat teadus- ja arengutegevuse (R/D) faasis.<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=== Tööstuslik ===<br />
[[File:Hyundais Chairless Exoskeleton.jpg|200px|thumb|right|alt text|frame|Hyundai eksoskelett]]<br />
Kui algselt oli inimkeha abistav mehhaaniline abivahend disainitud, et aidata inimestel kõndida ja seejärel leidis rakendust sõdurite füüsilise võimekuse suurendamisel, siis 1965. aastal General Electricu The Hardiman I, oli esimene moderne tööstuslikuks kasutuseks disainitud kogu keha eksoskelett, mis aitas kanda suuri raskusi. <ref>A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
Võib ju mõelda, et miks tänapäeva tööstuses üldse on vaja seadmeid, mis suurendavad inimese füüsilist võimekust, kuna robotid ja täielik automatiseerimine võiks ju füüsiliselt rasked tööülesanded inimeselt üle võtta. Reaalses elus ei ole see aga alati võimalik, eelkõige dünaamilistes tootmises- ja laokeskkondades, kus on palju erinevaid tooteid ja suhteliselt väikesed tellimuskogused, mille komplekteerimine eeldab suurt paindlikkust. Samuti ei suuda robotid asendada inimese võimet jälgida ümbritsevat ning teha sellest lähtuvalt loovalt otsused ning viia need ka sekundi murdosa jooksul täide.<br />
<br />
Seetõttu peavad töötajad tootmises endiselt manuaalselt teostama erinevaid tegevusi, nagu raskete esemete liigutamine ühest kohast teise või siis komplekteerimine, millega sageli kaasnevad ebamugavad sundasendid. Lahenduseks on siin eksoskelettide kasutamine, mis suurendab inimese jõuvõimet ning kaitseb keha liigse koormuse eest, samaegselt vähendades füüsilise koormusega kaasnevaid terviseriske. <ref>Michiel P. de Looze, Tim Bosch, Frank Krause, Konrad S. Stadler & Leonard W. O’Sullivan, [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26444053/Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical work load], Ergonomics (2016)</ref> <br />
<br />
Eksoskeletid on kantavad robotülikonnad – kas kehaosade või kogu keha jaoks. Nad võivad toetada vöökohta, üla- või alakeha, õlgu. Nimmepiirkonda toetavad eksoskeletid on abiks raskete raskuste tõstmisel, samas ülakeha toetavad seadmed aitavad kaasa õlgade õigele liikumisele, kaalu efektiivsele jaotamisele ja kehahoiaku hoidmise toetamisele. <ref name="ekso_robots">K.Akshay,[https://control.com/technical-articles/exoskeleton-robots-for-industrial-applications/Utilizing Exoskeleton Robots for Industrial Applications], control.com (2020)</ref><br />
<br />
Tööstuslikud eksoskeletid on tavaliselt abiks suure korduste arvuga, mitteneutraalsetes asendites ja suure töökoormusega ülesannete abistamisel. <ref>Hensel, R., and M. Keil,[https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2019.1573770/ Subjective Evaluation of a Passive Industrial Exoskeleton for Lower-Back Support: A Field Study in the Automotive Sector], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref> Tööstuses on töökohti, mis nõuavad töötajatelt suurt füüsilist pingutust ja vastupidavust ning kus tööd tuleb teha ebamugavates sundasendites. Sellistes olukordades on raske leida hästi toimivat lahendust, et kuidas tagada efektiivne tootmisprotsess ning samal ajal arvestada töötajate heaolu ja tervisega. Näiteks autotööstuse autode komplekteerimise liinidel tuleb töid teostada ebamugavates poosides, kas käed pikalt ette sirutatult või õlgadest kõrgemal, sellistes tööprotsessides on suureks abiks eksoskeletid, mis toetavad töötajate kehaosi ning vähendavad koormust. <ref name="ekso_classification">A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
==== Kuidas jagunevad tööstuslikud eksoskeletid? ====<br />
<br />
Eksoskeletid võivad olla passiivsed, mis on ilma energiaallikata või aktiivsed, mis kasutavad liigendites välisel enerrgial töötavaid mehhanisme. Kasutusel on ka poolaktiivsed eksoskeletid. <br />
<br />
===== Passiivsed =====<br />
<br />
Passiivsed eksoskeletid kasutavad inimkeha tugevuse suurendamiseks ja toetamiseks füüsikaseadusi. Lisaks füüsilise jõu suurendamisele, aitavad nad vähendada vigastuste ohtu töötaja õlgadele või lülisambale, vähendades samal ajal töötajate väsimust. Eelkirjeldatud omadused on taganud passiivsete eksoskelettide laiema leviku, võib isegi õelda, et nad on muutumas tööstuses töökultuuri lahutamatuks osaks, õigustades tehtud investeeringuid, tagades lisaks parematele töötulemustele ka töötajate suurema ohutuse. <ref name="ekso_robots"/><br />
<br />
===== Aktiivsed ===== <br />
<br />
Akttivsed eksoskeletid on varustatud ühe või mitme mehhanismiga, mis võib olla elektrimootor või muud tüüpi ajam, mis suurendab inimese jõudu ja aitab liigesed tööle panna. Aktiivsete eksoskelettide ajamid genereerivad jõudu nii eksoskeleti enda raskuse kandmiseks kui ka inimese poolt sooritatava ülesande jaoks soovitud kaalu kandmiseks. Aktiivsetel eksoskelettidel on paljulubav pikaajaline kasu töötajate jõudluse suurendamisel, kuid tehnoloogia kasutuselevõtu määr on väga aeglane, kuna tehnoloogia pole piisavalt vastupidav ja sellega kaasnevad suured kulud. <ref name="ekso_robots"/> <br />
<br />
===== Poolaktiivsed ===== <br />
<br />
Poolaktiivsed eksoskeletid on passiivse ja aktiivse eksoskeleti kombinatsioon, millel on poolaktiivne käivitamine. Nii aktiivsetel kui poolaktiivsetel seadmetel on kasutusel sensorid täiturmehanismide kontrollimiseks. Poolaktiivsete eksoskelettide puhul kontrollivad täiturmehanismid vaid liigendite jäikust. <br />
Poolaktiivsete eksoskelettide laiem levik on pigem vaheetapp tehnoloogia arengus, enne täielikult intelligentsete ja kohanemisvõimeliste aktiivsete eksoskelettide laiemat levikut tööstuses. <ref name="ekso_classification"/><br />
<br />
== Tulevik ==<br />
<br />
Teadlased töötavad tehisintellekti tehnoloogiate abil välja uue põlvkonna eksoskelette, mis suudavad iseseisvalt mõelda ja otsuseid teha. Süsteem ühendab omavahel arvutinägemise ja süvaõppega tehisintellekti, et jäljendada liikumisvõimeliste inimeste kõndimist ning nägemise kaudu kontrollida ümbrust. Tänu kaamerale suudab eksoskelett tuvastada trepid, uksed ja muud ümbritseva keskkonna takistused ning vastavalt mootorile saadetud juhistele iseseisvalt ilma inimliku sekkumiseta võtta vastu otsused, et kuidas edasi liikuda. Siin võib tuua sarnasusi autonoomsete autodega, mis sõidavad ise ning tuleviku eksoskeletid ja jalad suudavad ise, ilma inimliku sekkumiseta, käia. <ref>E.Engler Modic[https://www.todaysmedicaldevelopments.com/article/artificial-intelligence-exoskeleton-wearable-medical-device/#:~:text=Robotics%20researchers%20are%20developing%20exoskeletons%20and%20prosthetic%20legs,by%20seeing%20their%20surroundings%20and%20adjusting%20their%20movements./AI, wearable cameras in self-walking robotic exoskeletons], Today's Medical Developments (2021)</ref><br />
<br />
Valdkond, kus eksoskelettide laiem kasutuselevõtt tulevikus võib anda väga häid tulemusi on ehitus, kuna seal tuleb töötajatel sooritada tööoperatsioone erinevates ja segeli erakordselt ebamugavates poosides, samaaegselt raskusi hoides. Eksoskelettide kasutamine aitab parandada töö efektiivsust, kuna tööülesandeid saab sooritada kergemini, kuna eksoskelett toetab keha ning aitab kaasa tööliigutuste sooritamisele. Kindlasti vähenevad ka erinevad vigastused või kui juba esinevad vigastused, siis tänu eksoskeletile saab töötaja oma tööd turvaliselt jätkata. <ref>Sunwook Kim, Albert Moore, Divya Srinivasan, Abiola Akanmu, Alan Barr, Carisa Harris-Adamson, David M. Rempel, Maury A. Nussbaum [https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2018.1561557/Potential of Exoskeleton Technologies to Enhance Safety, Health, and Performance in Construction: Industry Perspectives and Future Research Directions], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=ITSPEA_wiki-kirjat%C3%B6%C3%B6de_leht&diff=142298ITSPEA wiki-kirjatööde leht2022-05-01T16:34:37Z<p>Kristjan.keskkula: /* Kevad 2022 */</p>
<hr />
<div>[[IT_eetilised,_sotsiaalsed_ja_professionaalsed_aspektid|Tagasi ITSPEA lehele]] | [[e-ITSPEA | Tagasi e-ITSPEA lehele]]<br />
<br />
See wiki-leht on mõeldud neile, kes tahavad enda [http://akadeemia.kakupesa.net/ITSPEA ITSPEA] või [[e-ITSPEA]] kirjatööd wiki kujul esitada.<br />
<br />
<br />
== Individuaalsed kirjatööd ==<br />
<br />
=== sügis 2012 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Olavi_Koplik_-_Internet_kui_kultuurin%C3%A4htus Olavi Koplik]<br />
<br />
=== sügis 2013 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Magnus_Kokk_-_L%C3%BChike_%C3%BClevaade_GNU/Linux_t%C3%B6%C3%B6lauakeskkondadest Magnus Kokk - Lühike ülevaade GNU/Linux töölauakeskkondadest]<br />
<br />
=== sügis 2015 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arti_Zirk_-_Mina_ja_Linux Arti Zirk - Mina ja Linux]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arti_Zirk_-_Syncly_MusicSync Arti Zirk - Syncly MusicSync]<br />
<br />
== Rühmatööd ==<br />
<br />
=== kevad 2017 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Kr%C3%BCptoraha_roll_tuleviku%C3%BChiskonnas I026 - IT eetilised, sotsiaalsed, professionaalsed aspektid - Krüptoraha roll tulevikühiskonnas - Taivo Liik, Dmitry Lukas, Kersti Perandi, Gert Vesterberg]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Makses%C3%BCsteemide_areng_-_kas_teekond_sularahavaba_%C3%BChiskonna_poole%3F "Maksesüsteemide areng - kas teekond sularahavaba ühiskonna poole?" - Jüri Ahhundov, Erik Ehrbach, Marko Mõznikov, Egert Närep]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_valdkonna_kujutamine_kaasaja_filmikunstis "IT valdkonna kujutamine kaasaja filmikunstis" - Anna Amelkina, Kadi Koppelmann, Maie Palmeos, Marie Udam, Marilyn Võsu]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Privaatsus_internetis_kas_v%C3%B5imatu_missioon#Privaatsuse_saavutamise_t.C3.B6.C3.B6riistad"Privaatsus internetis - kas võimatu missioon?" - Aleksandra Sepp, Merike Meizner, Alvar Suun, Jaak Vaher, Andres Tambek]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Nutiseadmete_mõju_algkooliealiste_laste_arengule_"Nutiseadmete mõju algkooliealiste laste arengule" - Anni-Bessie Kitt, Jaan Koolmeister, Jan Pentshuk, Andreas Porman, Pille Ulmas]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Industry_4.0_"Industry 4.0" - Autorid: Meelis Osi, Liis Talimaa, Sander Pihelgas, Aare Taveter]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Tarkvara_tagauksed "Tarkvara tagauksed - poolt ja vastu"- Autorid: Katrin Lasberg, Marko Esna, Maile Mäesalu, Kristiina Keelmann, Madis Tammekänd]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_ja_terrorism "IT ja terrorism" - Madli Mirme, Joonas Rihma, Peeter Stamberg, Ave-Liis Saluveer]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Tarkvara_arendajate_töökoha_vahetamise_põhjused "Tarkvara arendajate töökoha vahetamise põhjused" - Andrei Pugatšov, Anton Meženin, Jekaterina Losseva, Artur Kapranov, Konstantin Dmitrijev]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/User_talk:Dtsurjum "Elektrooniline raha, olevik ja tulevik.”] - ''Dmitri Tšurjumov, Mark Selezenev, Igor Budnitski, Leonid Grigorjevski, Jakov Kanyuchka''<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Ärimudelid_muutuvas_tehnomaailmas_"Ärimudelid muutuvas tehnomaailmas" - Henri Paves, Madis Võrklaev, Rudolf Purge, Ruudi Vinter]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_X-tee_-_kodanik_kohtub_riigiga "X-tee - kodanik kohtub riigiga" - Egert Loss, Tanel Peep, Priit Rätsep, Annely Vattis, Allar Vendla ]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_E-riik_-_ohud_ja_kasu_inimeste_jaoks "E-riik - ohud ja kasu inimeste jaoks" - Filip Fjodorov, Dmitri Kiriljuk, Jevgeni Jurtšenko, Pavel Abin, Boris Brokan ]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_-_haridus_ja_-_haritus "IT - haridus ja - haritus"] - ''Radne Kaal, Kreet Solnask, Laura Lenbaum, Jooni Soots''<br />
* [["Robootika, AI ja eetika"]] - Kädi-Kristlin Miggur, Siim Kustassoo, Teele Puusepp, Kristel Tali<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Arvutikriminalistika "Arvutikriminalistika"] - Mari-Liis Oldja, Margit Kangur, Reilika Saks, Gregor Luukas<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Turundusest_Facebooki_n%C3%A4itel "Turundusest Facebooki näitel"] - Liis Talsi, Jana Kindlam, Tanel Vari<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_ettev%C3%B5tete_%C3%B5igused_ja_kohustused_isikuandmete_t%C3%B6%C3%B6tlemisel "IT ettevõtete õigused ja kohustused isikuandmete töötlemisel"] - I026 - Kevad 2017 - IT ettevõtete õigused ja kohustused isikuandmete töötlemisel - Annika Pajupuu, Juta Jaama, Ilmar Ermus, Jüri Vinnal, Martti-Heiki Must<br />
<br />
=== sügis 2017 ===<br />
* [[Eesti e-teenused: õnnestumised ja õnnetused]] - Eduard Pajumägi, Joonas Jõpiselg, Tõnis Kundla, Valeria Müürsepp, Heiki Tähis<br />
* [[Kas me kõik liigume digitaalse nomaadluse poole?]] - Allan Allmere, Veiko Aunapuu, Kristi Jõgeva, Maarja Mahlapuu, Ane Võlma<br />
* [[Facebooki kahjulik mõju inimesele]] - Annika Avingu, Mariana Lepassar, Helena Loitmaa<br />
* [[Igapäeva liiklemist lihtsustavad mobiilirakendused Eesti näitel]] - Polina Dvinskihh, Xenia Kinževskaja, Marco Sepp, Andres Kõiv<br />
* [[Võrgurobotid ja nende kasutusalad]] - Triin Mõlder, Kristin Kivimäe, Evi Abel, Kadri Tamme<br />
* [[Elektrooniline järelevalve ühiskonnas]] - Laura Närska, Alan Laaneväli, Lauri Laks, Rauno Kaldmaa<br />
* [["Avalik või privaatne pilveteenus?"]] - Kalev Kilumets, Kalev Kask, Tarmo Leemet<br />
* [[Targa maja värkvõrk]] - Margit Aus, Lii Looga, Tuuli Soodla-Tikkerbär, Tanel Tsirgu<br />
* [[GDPR ehk isikuandmete kaitse üldmäärus - andmekäitluse kultuuri muutus]] - Rainer Renn, Julia Ront<br />
* [[Identiteet internetis]] - Hedi Dorožkin, Johanna Kommer, Merike Lees, Liina Müür, Jürgen Saarniit<br />
* [[Zero UI]] - Kärt Raidmaa, Reenika East, Teedu Pedaru<br />
* [[Infotehnoloogia inimese elus - eksoskelett või vähkkasvaja?]] - Frank Tuuksam, Kert Kivaste, Martin Õunap<br />
* [[Big Data ohud ja võimalused]] - Karin Ojamäe, Ivan Petrovski, Rutmar Silde<br />
* [[Internet radikaliseerib]] - Siim Bobkov ja Marko Mandli<br />
<br />
=== Kevad 2019 ===<br />
* [[Isejuhtivad autod ning nendega seonduvad dilemmad]] - Krista Freimann, Priit Post, Aivar Mägi, Taaniel Sülla<br />
* [http://strat-it-itspeak2019.wikidot.com/ Strateegilise infotehnoloogia areng kõrgharidusasutustes 2020. aasta näitel]. Autorid: Jevgeni Družkov, Anton Sauh, Stanislav Grebennik, Kirill Kostev.<br />
* [http://tehisintellektfilmides.wikidot.com/blog:_start/ Tehisintellekt filmides]. Autorid: Mikk Villem, Helena Laur, Mihkel Lilienthal Marianne Pisukov.<br />
* [[Andmekaitsest ja selle olulisusest]] - Taavet Tamm, Rommi Parman, Helin Kuuskla, Kristo Laasik, Renata Muru<br />
* [[Tänapäeva trendid IT arendusmetoodikates ja -protsessides]] - Edvin Ojamets, Indrek Haavik, Lauris Heinsalu, Rene Berkmann<br />
* [[The Impact of Information Technology in the workforce]] - Kaupo Lepasepp, Jevgeni Vassiljev, Viktoria Vessener, Jekaterina Metsavas<br />
* [[Arvutimängude mõju inimese vaimsele ja füüsilisele heaolule]] - Holger Roosioja, Renar Tupits, Siim Idla, Jevgeni Tsupov<br />
* [[Aju-arvuti liides (BCI)]] - Liisa, Agu, Kristjan<br />
<br />
=== Kevad 2020 ===<br />
* [[Eetiliseks tehisintellektiks valmisoleku kujundamine]] - Kristo Kleemann, Kristel Rillo, Lilian Tomingas-Frolov, August Vinter<br />
* [[Isesõitvate sõidukite otsustusprotsessid liiklus- ja ohuolukordades ning sellega seotud eetilised aspektid. ]] - Lennart Viikmaa, Andre Liima, Andreas Post, Aleksandra Rüüberg, Tanel Rootsma<br />
* [[Biomeetrial põhineva isikutuvastuse tulevik]] - Allan Bernard, Ave Karjus, Angelika Kärber, Liis Kohal, Rauno Ellermaa<br />
* [[Teema pealkiri ehitamisel (peateema: versioonihalduskeskkonnad)]] - Karoliina Rebane, Annika Raie, Sven Petrov, Ivo Mäeoja, Tauno Rämson<br />
* [[Väledad tarkvaraarenduse mudelid]] - Magnus Teekivi, Mirjam Pajumägi, Mihkel Männa<br />
* [[ITurvalisus läbi videoanalüütika]] - Argo Sieger, Ahti Paloson, Ott Kossar, Rainis Mäemees<br />
* [[Totalitaarsete režiimide hirmud ehk Interneti tsensuur Hiina ja Venemaa näitel]] - Raul Erdel, Katre Vahtre, Hendrik Park, Mathias Nöps<br />
* [[Suunamudijate mõju noortele]] - Alvar Jõekaar, Helene Abel, Kristiina Sojunen, Maris Vaino<br />
<br />
=== Sügis 2020 ===<br />
<br />
* [[Sissejuhatus ID-kaardi baastarkvara avatud lähtekoodiga arendusele]] - Raul Metsma<br />
* [[Interneti kasutaja anonüümse tuvastuse meetodite kasutamine kaubanduslikel eesmärkidel]] - Gleb Engalychev, Artjom Ljuboženko, Paavel Makarenko, Ilja Vasilenko, Nikita Brjakilev<br />
* [[COVID-19 mõju töökultuurile]] - Marko Lindeberg, Tanel Saar, Martin Vool, Margus Laanem<br />
* [[Mis on tehisintellekt?]] - Grete-Liis Paavo, Sigrid Pihel, Kelly Roosilill, Siim Lukas Simmo, Jörgen Jõgiste<br />
*[[Infoühiskonna teenuse ja meediateenuse ebaseaduslik vastuvõtmine]] - Kristiina Melissa Jõeäär, Jan Erik Alliksaar, Kaspar Ojasalu<br />
* [[ICO wiki:IDE keskkonna kasutatavus ja kasutuskogemus]] - Roman Malõsev, Egor Mikhaylov, Grigori Senkiv<br />
* [[Turunduspsühholoogia sotsiaalmeedias]] - Julia Ruzu, Saskia Rohtla, Denis Kusherekin, Kristjan Mänd<br />
* [[Digikultuuri säilitamine]] - Mihkel Koks, Karl-Kevin Köörna, Gregor Kaljulaid, Maria Kaasik-Aaslav<br />
* [[Sotsiaalmeedia meie ümber ja selle negatiivne mõju noortele]] - Carina Ruut, Carmen Unt, Hanna-Kristella Lehtsaar, Edvin Põiklik, Robin Väli<br />
* [[Isesõitvad autod ei tuvasta(nud) musta nahavärviga inimesi]] - Rainer Aas, Ergas-Ever Kask, Kaia Kivend, Talis Petersell<br />
* [[Närvivõrgud ja programmeerimine]] - Rodion Lehmus, Aleksander Ozerov, Eric Rodionov, Konstantin Donets, Vadim Zolotarenko<br />
* [[Programmatic ehk Algoritmiline reklaamiost]] - Viktoria Mihhailova, Alec Bennoune, Aleksei Krassilnikov<br />
* [[Alternatiivsed võimalused IT alase hariduse omandamiseks]] - Merilin Veeber, Saara Denisov, Susanna Abner<br />
* [[Andmepüügi liigid ja võtted]] - Anastasia Gavrilova, Ekaterina Afanasjeva, Maria Harkina, Alisa Tarassova<br />
* [[Tumeveeb]] - Steven Teras, Paul Siht, Sebastian Magagni, Marko Paumere, Cer-Lyn Luhasaar<br />
* [[Suur Vend ja (pahade) asjade internet]] - Ragnar Kramm, Ragnar Leon Sonny Kaarneem, Kristjan Paloots, Taavi Tikkerber<br />
* [[E-spordi olemus, trendid ja tuleviku väljavaated]] - Rasmus Vahelaan, Karl Markus Kõivastik, Joonas Kaal, Magnar Markvart<br />
* [[Šifreerimismasinad]] - Mait Uusmäe, Hans Kristian Laur, Kerli Raudsepp, Anne-Mai Agukas<br />
* [[Arvutimängude areng ja mõju]] - Laada Tereštšenkova, Artjom Strelkov, Aleksandr Jefimov, Jan Solovjov, Aleks Moppel<br />
* [[Piraatlus ja striiminguteenused]] - Aimar Tuul, Andri Suga, Karl-Steven Valdmaa, Kristi Rikma<br />
* [[Internetiprivaatsusega seotud põhiprobleemid ühiskonnas]] - Regina Novikova, Renee Balent, Jan Ulrich Sütt, Kevin Mihkelson<br />
<br />
=== Kevad 2021 ===<br />
<br />
* [[Tehnoloogia kehakultuuris]] - Jass Murutalu, Rasmus Maipuu, Kristo Palo, Anneli Vorms, Sten-Markus Ratnik<br />
* [[InfoTehnoloogia Suundumised, Potentsiaal ja Eripära Aafrikas]] - Andi Angel, Jens-Kristjan Liivand, Ats Raigla, Lauri Simulman<br />
* [[Andmed on uus euro: andmete kogumine ja kasutamine tänapäeva ühiskonnas]] - Kristi Reispass, Keiti Hiiemäe-Ild, Keijo Raamat, Henri Keerutaja, Ranet Mikko<br />
* [[Mänguelementide eetiline kasutus lastele suunatud tarkvaras]] - Margot Saare, Maris Salk, Ragnar Rääsk<br />
* [[Nutilinn (Smart city) ja asjade internet (IoT)]] - Stanislav Matšel, Kirill Janson, Katrin Kornfeldt, Kristjan Lund<br />
<br />
<br />
=== Sügis 2021 ===<br />
<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Miks_kardetakse_tehisintellekti%3F Miks kardetakse tehisintellekti?] - Marjam Nesterova, Kaisa Liiv, Katre Siller, Timur Habibulin, Kristina Aprelkova<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Autonoomsed_s%C3%B5idukid_abiks_erivajadustega_inimestele Autonoomsed sõidukid abiks erivajadustega inimestele] - Joosep Mart Männik, Roma Imran Tariq, Danyil Kurbatov, Ahto Jalak, Svetlana Suhhorukova<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Masinn%C3%A4gemine_ja_selle_rakendamine_kaasaegses_maailmas Masinnägemine ja selle rakendamine kaasaegses maailmas] - Dmitri Sobolev, Leonid Peskov, Pavel Petrov<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Tumeveebi_n%C3%B5utuimad_tooted_ja_teenused Tumeveebi nõutuimad tooted ja teenused] - Vitali Logvin, Roman Mihhejev, Sergei Razguljajev, Anneli Väli<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Levinumad_operatsioonis%C3%BCsteemid_ja_nende_asutajad Levinumad operatsioonisüsteemid ja nende asutajad] - Gleb Poljakov, Roman Vilu, Romet Reino, Erik M<br />
* [[Infojagamise ohud sotsiaalmeedias]] - Maido Paalmäe, Triinu Pärnapuu, Rasmus Pidim, Karl Rikkonen<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arvutimängude_litsentsirikkumised_tänapäeval Arvutimängude litsentsirikkumised tänapäeval] - Arne Antov, Roland Kastein, Erik Johannes Keldrima, Andree Uuetoa<br />
* [[Neuralink ja ühiskond]] - Hendrik Kuhi, Ronald-Reigor Lehtsaar, Nikita Kašnikov, Ingmar Markus<br />
* [[Androidi tekkimine ja areng]] - Aleksandr Borovkov, Kristina Kavelitš, Daniel Geller, Alen Siilivask <br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Iot_omadused_ja_kasutusalad IoT omadused ja kasutusalad] - Ats Kiisa, Marek Ott<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Biomeetrilise_andmet%C3%B6%C3%B6tluse_head_ja_vead. Biomeetrilise andmetöötluse vead ja head.]Jevgenia Dõmša, Laura Reins<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_ilmumine_ja_areng_Eestis IT: ilmumine ja areng Eestis] Artjom Stepanov, Ariana Leštšuk<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Deep_Blue Deeb Blue] Markus Johan Aug, Kati Lõhmus, Getter Saar<br />
* [[Infotehnoloogilise ühiskonna apokalüpsis? - Ülemaailmne elektrikatkestus]]Triinu-Liis Vaikma, Alice Buht, Grete Eerikson, Mari-Liis Gabrel.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_m%C3%B5ju_spordile IT mõju spordile] Mathias Ranna, Karl Stefan Lill, Stenver Savi.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/User_talk:Deleva: Krüptoraha] Deniz Levasjov, Renat Aparin, Kirill Mosegov.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Esoteerilised_programmeerimiskeeled Esoteerilised programmeerimiskeeled] Dariana Aav, Gen Lee, Mikkel Paat, Taeri Saar<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Õuna_revolutsioon_-_Newtonist_Jobsini Õuna revolutsioon - Newtonist Jobsini] Darja Obuhhova, Diana Labunets, Robert Unt, Jegor Borissov, Valeri Tšernov<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Võrgusuhtluse_ajalugu,_olevik_ja_tulevik Võrgusuhtluse ajalugu, olevik ja tulevik] Anet Mitt, Tanel Loigom, Andžei Veidenbaum, Maria Bljahhina, Reio Opromei<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Tehnoloogilised_lahendused_t%C3%B6%C3%B6turul_ja_%C3%B5ppeasutuses Tehnoloogilised lahendused tööturul ja õppeasutuses] Kätlin Rajamäe, Steven Salmistu, Talis Paas, Karol-Ari Krimses, Daniel Vasser<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/L%C3%A4bi_tehnoloogia_%C3%BCliinimeseks Läbi tehnoloogia üliinimeseks?] Fred Kaur, Madrid Babajev, Aleksandra Vassilissa Garkuša, Kirill Seredjuk, Edgar Vildt <br />
<br />
<br />
=== Kevad 2022 ===<br />
<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/K%C3%BCberturvaja_t%C3%B6%C3%B6vahendid Küberturvaja töövahendid] - Jake Rahu, Triinu Viikholm, Hell Kais, Siim Hendrik Rääk, Rene Ämarik<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Biomeetrilise_autentimise_v%C3%B5lu_ja_valu Biomeetrilise autentimise võlu ja valu] - Diana Vaher, Sandra Poll, Rauno Schiff, Kaido Sõmera, Riho Kalda<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/T%C3%BCtarettev%C3%B5tte_loomisprotsess_ja_selle_m%C3%B5ju_t%C3%B6%C3%B6tajatele Tütarettevõtte loomisprotsess ja selle mõju töötajatele] - Mihkel Jõela, Sander Plukš, Tõnis Saarjõe, Kareen Arutjunjan<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Eksoskeletid Eksoskeletid] - Mari-Ann Piht, Helen Aavisto, Kristjan Keskküla<br />
<br />
[[Category:ITSPEA]]<br />
[[IT_eetilised,_sotsiaalsed_ja_professionaalsed_aspektid|Tagasi ITSPEA lehele]] | [[e-ITSPEA | Tagasi e-ITSPEA lehele]]</div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142189Eksoskeletid2022-05-01T14:58:53Z<p>Kristjan.keskkula: /* Ajalugu */</p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, metallist kirves, kiviheitemasin, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
==== Ajalugu ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman, General Electric]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal Püha Patricku päeval osales Monty Reed oma LS12 eksoskeletiga 3 miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
==== Probleemid ====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide uurimise 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=PZcHlz_obyw<br />
|alignment=right|dimensions=300|description=Sarcos Guardian XO (XOS2)|frame <br />
}}<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alakeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martini Onyx<ref>[https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/exoskeleton-technologies/military.html#:~:text=Lockheed%20Martin's%20new%20powered%20lower,while%20carrying%20mission%2Dessential%20equipment Lockheed Martin ONYX], Lockheed Martin</ref><br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<ref>[https://www.darpa.mil/news-events/2014-09-16 Lightweight, Soft Exosuit Aims to Prevent Musculoskeletal Injury in Warfighters]</ref><br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
Ei ole leidnud kinnitust, et ühtegi eelmainitud lahendustest on sõjategevuses kasutatud. Küll, aga hakkas USA sõjavägi 2019. aastal tegema teste Lockheed Martini ONYX eksoskeletiga. Ei ole teada kas ONYX oleks mõnes sõjalis-konfliktsituatsioonis kasutust leidnud. Ka tänapäeval on enamik militaarset eksoskeleti tehnoloogiat teadus- ja arengutegevuse (R/D) faasis.<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=== Tööstuslik ===<br />
Kui algselt oli inimkeha abistav mehhaaniline abivahend disainitud, et aidata inimestel kõndida ja seejärel leidis rakendust sõdurite füüsilise võimekuse suurendamisel, siis 1965. aastal General Electricu The Hardiman I, oli esimene moderne tööstuslikuks kasutuseks disainitud kogu keha eksoskelett, mis aitas kanda suuri raskusi. <ref>A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
Võib ju mõelda, et miks tänapäeva tööstuses üldse on vaja seadmeid, mis suurendavad inimese füüsilist võimekust, kuna robotid ja täielik automatiseerimine võiks ju füüsiliselt rasked tööülesanded inimeselt üle võtta. Reaalses elus ei ole see aga alati võimalik, eelkõige dünaamilistes tootmises- ja laokeskkondades, kus on palju erinevaid tooteid ja suhteliselt väikesed tellimuskogused, mille komplekteerimine eeldab suurt paindlikkust. Samuti ei suuda robotid asendada inimese võimet jälgida ümbritsevat ning teha sellest lähtuvalt loovalt otsused ning viia need ka sekundi murdosa jooksul täide.<br />
<br />
Seetõttu peavad töötajad tootmises endiselt manuaalselt teostama erinevaid tegevusi, nagu raskete esemete liigutamine ühest kohast teise või siis komplekteerimine, millega sageli kaasnevad ebamugavad sundasendid. Lahenduseks on siin eksoskelettide kasutamine, mis suurendab inimese jõuvõimet ning kaitseb keha liigse koormuse eest, samaegselt vähendades füüsilise koormusega kaasnevaid terviseriske. <ref>Michiel P. de Looze, Tim Bosch, Frank Krause, Konrad S. Stadler & Leonard W. O’Sullivan, [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26444053/Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical work load], Ergonomics (2016)</ref> <br />
<br />
Eksoskeletid on kantavad robotülikonnad – kas kehaosade või kogu keha jaoks. Nad võivad toetada vöökohta, üla- või alakeha, õlgu. Nimmepiirkonda toetavad eksoskeletid on abiks raskete raskuste tõstmisel, samas ülakeha toetavad seadmed aitavad kaasa õlgade õigele liikumisele, kaalu efektiivsele jaotamisele ja kehahoiaku hoidmise toetamisele. <ref name="ekso_robots">K.Akshay,[https://control.com/technical-articles/exoskeleton-robots-for-industrial-applications/Utilizing Exoskeleton Robots for Industrial Applications], control.com (2020)</ref><br />
<br />
Tööstuslikud eksoskeletid on tavaliselt abiks suure korduste arvuga, mitteneutraalsetes asendites ja suure töökoormusega ülesannete abistamisel. <ref>Hensel, R., and M. Keil,[https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/24725838.2019.1573770/ Subjective Evaluation of a Passive Industrial Exoskeleton for Lower-Back Support: A Field Study in the Automotive Sector], IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors (2019)</ref> Tõõstuses on töökohti, mis nõuavad töötajatelt suurt füüsilist pingutust ja vastupidavust ning kus tööd tuleb teha ebamugavates sundasendites. Sellistes olukordades on raske leida hästi toimivat lahendust, et kuidas tagada efektiivne tootmisprotsess ning samal ajal arvestada töötajate heaolu ja tervisega. Näiteks autotööstuse autode komplekteerimise liinidel tuleb töid teostada ebamugavates poosides, kas käed pikalt ette sirutatult või õlgadest kõrgemal, sellistes tööprotsessides on suureks abiks eksoskeletid, mis toetavad töötajate kehaosi ning vähendavad koormust. <ref name="ekso_classification">A. Voilqué, J. Masood, J. Fauroux, L. Sabourin and O. Guezet,[https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8719395/Industrial Exoskeleton Technology: Classification, Structural Analysis, and Structural Complexity Indicator], Wearable Robotics Association Conference (2019)</ref><br />
<br />
==== Kuidas jagunevad tööstuslikud eksoskeletid? ====<br />
<br />
Eksoskeletid võivad olla passiivsed, mis on ilma energiaallikata või aktiivsed, mis kasutavad liigendites välisel enerrgial töötavaid mehhanisme. Kasutusel on ka poolaktiivsed eksoskeletid. <br />
<br />
===== Passiivsed =====<br />
<br />
Passiivsed eksoskeletid kasutavad inimkeha tugevuse suurendamiseks ja toetamiseks füüsikaseadusi. Lisaks füüsilise jõu suurendamisele, aitavad nad vähendada vigastuste ohtu töötaja õlgadele või lülisambale, avähendades samal ajal töötajate väsimust. Eelkirjeldatud omadused on taganud passiivsete eksoskelettide laiema leviku, võib isegi õelda, et nad on muutumas tööstuses töökultuuri lahutamatuks osaks, õigustades tehtud investeeringuid, tagades lisaks parematele töötulemustele ka töötajate suurema ohutuse. <ref name="ekso_robots"/><br />
<br />
===== Aktiivsed ===== <br />
<br />
Akttivsed eksoskeletid on varustatud ühe või mitme mehhanismiga, mis võib olla elektrimootor või muud tüüpi ajam, mis suurendab inimese jõudu ja aitab liigesed tööle panna. Aktiivsete eksoskelettide ajamid genereerivad jõudu nii eksoskeleti enda raskuse kandmiseks kui ka inimese poolt sooritatava ülesande jaoks soovitud kaalu kandmiseks. Aktiivseetel eksoskelettidel on paljulubav pikaajaline kasu töötajate jõudluse suurendamisel, kuid tehnoloogia kasutuselevõtu määr on väga aeglane, kuna tehnoloogia pole piisavalt vastupidav ja sellega kaasnevad suured kulud. <ref name="ekso_robots"/> <br />
<br />
===== Poolaktiivsed ===== <br />
<br />
Poolaktiivsed eksoskeletid on passiivse ja aktiivse eksoskeleti kombinatsioon, millel on poolaktiivne käivitamine. Nii aktiivsetel kui poolaktiivsetel seadmetel on kasutusel sensorid täiturmehanismide kontrollimiseks. Poolaktiivsete eksoskelettide puhul kontrollivad täiturmehanismid vaid liigendite jäikust. <br />
Poolaktiivsete eksoskelettide laiem levik on pigem vaheetapp tehnoloogia arengus, enne täielikult intelligentsete ja kohanemisvõimeliste aktiivsete eksoskelettide laiemat levikut tööstuses. <ref name="ekso_classification"/><br />
<br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142117Eksoskeletid2022-05-01T07:29:45Z<p>Kristjan.keskkula: /* Tänapäev */</p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, metallist kirves, kiviheitemasin, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
==== Ajalugu ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal Püha Patricku päeval osales Monty Reed oma LS12 eksoskeletiga 3 miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
==== Probleemid ====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide uurimise 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=PZcHlz_obyw<br />
|alignment=right|dimensions=300|description=Sarcos Guardian XO (XOS2)|frame <br />
}}<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martini Onyx<ref>[https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/exoskeleton-technologies/military.html#:~:text=Lockheed%20Martin's%20new%20powered%20lower,while%20carrying%20mission%2Dessential%20equipment Lockheed Martin ONYX], Lockheed Martin</ref><br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<ref>[https://www.darpa.mil/news-events/2014-09-16 Lightweight, Soft Exosuit Aims to Prevent Musculoskeletal Injury in Warfighters]</ref><br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
Ei ole leidnud kinnitust, et ühtegi eelmainitud lahendustest on sõjategevuses kasutatud. Küll, aga hakkas USA sõjavägi 2019. aastal tegema teste Lockheed Martini ONYX eksoskeletiga. Ei ole teada kas ONYX oleks mõnes sõjalis-konfliktsituatsioonis kasutust leidnud. Ka tänapäeval on enamik militaarset eksoskeleti tehnoloogiat teadus- ja arengutegevuse (R/D) faasis.<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142116Eksoskeletid2022-05-01T07:27:05Z<p>Kristjan.keskkula: /* Ajalugu */</p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, metallist kirves, kiviheitemasin, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
==== Ajalugu ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal Püha Patricku päeval osales Monty Reed oma LS12 eksoskeletiga 3 miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
==== Probleemid ====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide uurimise 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=PZcHlz_obyw<br />
|alignment=right|dimensions=300|description=Sarcos Guardian XO (XOS2)|frame <br />
}}<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martini Onyx<ref>[https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/exoskeleton-technologies/military.html#:~:text=Lockheed%20Martin's%20new%20powered%20lower,while%20carrying%20mission%2Dessential%20equipment Lockheed Martin ONYX], Lockheed Martin</ref><br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<ref>[https://www.darpa.mil/news-events/2014-09-16 Lightweight, Soft Exosuit Aims to Prevent Musculoskeletal Injury in Warfighters]</ref><br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
Ei ole leidnud kinnitust, et ühtegi eelmainitud lahendustest on sõjategevuses kasutatud. Küll, aga USA sõjavägi hakkas 2019. aastal tegema teste Lockheed Martini ONYX eksoskeletiga. Siiani pole kinnitust leidnud, et ONYX oleks konfliktsituatsioonis kasutust leidnud. Ka tänapäeval on enamus militaarset eksoskeleti tehnoloogiat teadus- ja arengutegevuse (R/D) faasis.<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142115Eksoskeletid2022-05-01T07:21:56Z<p>Kristjan.keskkula: /* Tänapäev */</p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, metallist kirves, kiviheitemasin, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
==== Ajalugu ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal osales LS12 3. miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
==== Probleemid ====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide uurimise 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=PZcHlz_obyw<br />
|alignment=right|dimensions=300|description=Sarcos Guardian XO (XOS2)|frame <br />
}}<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martini Onyx<ref>[https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/exoskeleton-technologies/military.html#:~:text=Lockheed%20Martin's%20new%20powered%20lower,while%20carrying%20mission%2Dessential%20equipment Lockheed Martin ONYX], Lockheed Martin</ref><br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<ref>[https://www.darpa.mil/news-events/2014-09-16 Lightweight, Soft Exosuit Aims to Prevent Musculoskeletal Injury in Warfighters]</ref><br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
Ei ole leidnud kinnitust, et ühtegi eelmainitud lahendustest on sõjategevuses kasutatud. Küll, aga USA sõjavägi hakkas 2019. aastal tegema teste Lockheed Martini ONYX eksoskeletiga. Siiani pole kinnitust leidnud, et ONYX oleks konfliktsituatsioonis kasutust leidnud. Ka tänapäeval on enamus militaarset eksoskeleti tehnoloogiat teadus- ja arengutegevuse (R/D) faasis.<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142114Eksoskeletid2022-05-01T07:02:43Z<p>Kristjan.keskkula: /* Tänapäev */</p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, metallist kirves, kiviheitemasin, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
==== Ajalugu ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal osales LS12 3. miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
==== Probleemid ====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
Erinevate kuulujuttude järgi tegelevad maade sõjaväed aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks militaarsete projektidena on mitmed neist avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide uurimise 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
{{#evt:<br />
service=youtube<br />
|id=https://www.youtube.com/watch?v=W5P4i-aytws<br />
|alignment=right|dimensions=250|description=XOS2 test|frame <br />
}}<br />
<br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martin’s OTA for the Onyx <br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142113Eksoskeletid2022-05-01T06:45:55Z<p>Kristjan.keskkula: Remove old references</p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist odaots või puust vormitud oda, metallist kirves, kiviheitemasin, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (''A.Gehlen'') on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. <ref name="gehlen_mantech">Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref> Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks ehk nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref name="gehlen_mantech" /><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis, sest mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
==== Ajalugu ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal osales LS12 3. miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
==== Probleemid ====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Tänapäev ====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha - nii jalgu ja käsi. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
On kuulujutte, et erinevate maade sõjaväed tegelevad aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks on väga mitmed projektid avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide projekti 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martin’s OTA for the Onyx <br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142047Eksoskeletid2022-04-30T11:01:33Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist või puust vormitud oda, metallist kirves, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (A.Gehlen) on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks e. nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref>Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
====Miks? Milleks on sõjaväelasel vaja eksoskeletti? ====<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis. Mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
====Millised on eksoskeleti tehnoloogia probleemid militaarsfääris?====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Kuidas algas militaarsete eksoskeletide lugu? ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal osales LS12 3. miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
====Milline on tänapäevane militaarne eksoskelet?====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha - nii jalgu ja käsi. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
On kuulujutte, et erinevate maade sõjaväed tegelevad aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks on väga mitmed projektid avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide projekti 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martin’s OTA for the Onyx <br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" /><ref name="ekso_spinalcord" /><br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=Vanad viited=<br />
# https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf<br />
# http://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man?page=4<br />
# https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface<br />
# http://theyshallwalk.org/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/<br />
# https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/<br />
# https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716<br />
# https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/<br />
# https://rewalk.com/rewalk-personal-3/<br />
# https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf<br />
# https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/<br />
# https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/<br />
# https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full<br />
# https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf<br />
# https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm<br />
# http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/<br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142046Eksoskeletid2022-04-30T10:59:17Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist või puust vormitud oda, metallist kirves, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (A.Gehlen) on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks e. nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref>Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
====Miks? Milleks on sõjaväelasel vaja eksoskeletti? ====<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis. Mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
====Millised on eksoskeleti tehnoloogia probleemid militaarsfääris?====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Kuidas algas militaarsete eksoskeletide lugu? ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal osales LS12 3. miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
====Milline on tänapäevane militaarne eksoskelet?====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha - nii jalgu ja käsi. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
On kuulujutte, et erinevate maade sõjaväed tegelevad aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks on väga mitmed projektid avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide projekti 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martin’s OTA for the Onyx <br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref name="sd_recentdev">Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref name="ekso_spinalcord">[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. <ref name="sd_recentdev" \><ref name="ekso_spinalcord" \><br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/ The Shoulder Joint - Structure], TeachMe Anatomy</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)</ref><br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=Vanad viited=<br />
# https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf<br />
# http://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man?page=4<br />
# https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface<br />
# http://theyshallwalk.org/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/<br />
# https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/<br />
# https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716<br />
# https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/<br />
# https://rewalk.com/rewalk-personal-3/<br />
# https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf<br />
# https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/<br />
# https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/<br />
# https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full<br />
# https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf<br />
# https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm<br />
# http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/<br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142039Eksoskeletid2022-04-30T10:49:52Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist või puust vormitud oda, metallist kirves, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (A.Gehlen) on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks e. nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref>Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
====Miks? Milleks on sõjaväelasel vaja eksoskeletti? ====<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis. Mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
====Millised on eksoskeleti tehnoloogia probleemid militaarsfääris?====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Kuidas algas militaarsete eksoskeletide lugu? ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal osales LS12 3. miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
====Milline on tänapäevane militaarne eksoskelet?====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha - nii jalgu ja käsi. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
On kuulujutte, et erinevate maade sõjaväed tegelevad aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks on väga mitmed projektid avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide projekti 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martin’s OTA for the Onyx <br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub <ref>United Nations Department of Economic and Social Affairs,<br />
[https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf World<br />
Population Ageing 2019]</ref>. Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. <ref>Aalborg University<br />
, [https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm Exoskeleton to ensure an active old age], ScienceDaily (2015)</ref> <ref>[http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/ Project of the month: AXO-SUIT], AAL Programme (2020)</ref><br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref>Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref>[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. (7)(8)<br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)<br />
</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. (11)<br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. <ref>Rommel S. Araujo1; Camille R. Silva; Severino P. N. Netto1; Edgard Morya1; Fabricio L. Brasil, [https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full Development of a Low-Cost EEG-Controlled Hand Exoskeleton 3D Printed on Textiles], frontiers in Neuroscience (2021)</ref><br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. <ref>[https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/ What is a MyoPro Orthosis?], myomo - my own motion</ref><br />
<br />
=Vanad viited=<br />
# https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf<br />
# http://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man?page=4<br />
# https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface<br />
# http://theyshallwalk.org/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/<br />
# https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/<br />
# https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716<br />
# https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/<br />
# https://rewalk.com/rewalk-personal-3/<br />
# https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf<br />
# https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/<br />
# https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/<br />
# https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full<br />
# https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf<br />
# https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm<br />
# http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/<br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142026Eksoskeletid2022-04-30T10:30:06Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist või puust vormitud oda, metallist kirves, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (A.Gehlen) on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks e. nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref>Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
====Miks? Milleks on sõjaväelasel vaja eksoskeletti? ====<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis. Mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
====Millised on eksoskeleti tehnoloogia probleemid militaarsfääris?====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Kuidas algas militaarsete eksoskeletide lugu? ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal osales LS12 3. miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
====Milline on tänapäevane militaarne eksoskelet?====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha - nii jalgu ja käsi. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
On kuulujutte, et erinevate maade sõjaväed tegelevad aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks on väga mitmed projektid avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide projekti 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martin’s OTA for the Onyx <br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub (9). Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. (16, 17)<br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref>Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref>[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. (7)(8)<br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid <ref>Muhammad Ahsan Gull; Shaoping Bai; Thomas Bak, [https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf A Review on Design of Upper Limb Exoskeletons], MDPI Robotics (2020)<br />
</ref> ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. (11)<br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. (14)<br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. (13)<br />
<br />
=Vanad viited=<br />
# https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf<br />
# http://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man?page=4<br />
# https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface<br />
# http://theyshallwalk.org/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/<br />
# https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/<br />
# https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716<br />
# https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/<br />
# https://rewalk.com/rewalk-personal-3/<br />
# https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf<br />
# https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/<br />
# https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/<br />
# https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full<br />
# https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf<br />
# https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm<br />
# http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/<br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142023Eksoskeletid2022-04-30T10:23:14Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist või puust vormitud oda, metallist kirves, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (A.Gehlen) on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks e. nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref>Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
====Miks? Milleks on sõjaväelasel vaja eksoskeletti? ====<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis. Mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
====Millised on eksoskeleti tehnoloogia probleemid militaarsfääris?====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Kuidas algas militaarsete eksoskeletide lugu? ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal osales LS12 3. miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
====Milline on tänapäevane militaarne eksoskelet?====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha - nii jalgu ja käsi. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
On kuulujutte, et erinevate maade sõjaväed tegelevad aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks on väga mitmed projektid avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide projekti 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martin’s OTA for the Onyx <br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub (9). Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. (16, 17)<br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. <ref>Bobby Marinov, [https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/ 42 Medical Exoskeletons into 6 Categories], Exoskeleton Report (2016)</ref><br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist <ref>Bing Chen, Hao Ma; Lai-Yin Qin; Fei Gao; Kai-Ming Chan; Sheung-Wai Law; Ling Qin; Wei-Hsin Liao, [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716 Recent developments and challenges of lower extremity exoskeletons], ScienceDirect (2016)</ref>. Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti <ref>[https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/ Spinal Cord Injury], eksoBionics</ref>. Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks <ref>[https://rewalk.com/rewalk-personal-3/ ReWalk™ Personal 6.0 Exoskeleton], ReWalk</ref><br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. (7)(8)<br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid (12) ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. (11)<br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. (14)<br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. (13)<br />
<br />
=Vanad viited=<br />
# https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf<br />
# http://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man?page=4<br />
# https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface<br />
# http://theyshallwalk.org/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/<br />
# https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/<br />
# https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716<br />
# https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/<br />
# https://rewalk.com/rewalk-personal-3/<br />
# https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf<br />
# https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/<br />
# https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/<br />
# https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full<br />
# https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf<br />
# https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm<br />
# http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/<br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=142017Eksoskeletid2022-04-30T10:00:41Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
Eksoskelett on biooniline seadeldis, mida saab kanda seljas või üksikute kehaosade peal, moodustades raamistiku, mis kaitseb või toetab inimese liikumist. Eksoskeletid leiavad kasutust mitmesugustes funktsioonides, peamiselt sõjanduses, tööstuses ja meditsiinis.<br />
<br />
Eksoskelettide suunal tehakse ka palju arendus- ja teadustööd ning sellega seoses asutatud ka firmasid ja start-up'e, et tuua eksoskelette aina rohkem kasutusse igapäevaelus. Hetkel on maalimas tegutsemas üle saja eksoskelettide arendaja, kellest ligi pooled asuvad Euroopas. Lisaks on palju firmasid asutatud ka Põhja-Ameerikas ja Aasias. <ref>[https://exoskeletonreport.com/2021/12/updated-directory-of-exoskeleton-companies-and-industry-statistics/ Updated Directory of Exoskeleton Companies and Industry Statistics,]Exoskeleton Report (2021)</ref><br />
<br />
Peamiseks takistuseks eksoskelettide laiemale kasutamisele on nende kõrge hind, mis võib kerkida üle 100 000 euro. Seda probleemi üritatakse lahendada suurendades inimeste teadlikkust sellistest toodetest ja ühes sellega suurendades tootmist ning kasutades uudseid tehnoloogiaid nagu 3D-printimine, et hinda allapoole tuua.<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist või puust vormitud oda, metallist kirves, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (A.Gehlen) on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks e. nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). <ref>Arnold Gehlen, [https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf Man in the Age of Technology (1957)]</ref><br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
====Miks? Milleks on sõjaväelasel vaja eksoskeletti? ====<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis. Mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
====Millised on eksoskeleti tehnoloogia probleemid militaarsfääris?====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. <ref>Gregory Mone, [https://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man/ Building the Real Iron Man], Popular Science (2008)</ref><br />
<br />
==== Kuidas algas militaarsete eksoskeletide lugu? ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. <ref>[https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE's Muscular Take On The Human-Machine Interface], General Electric (2016)</ref><br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal osales LS12 3. miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. <ref>[http://theyshallwalk.org/ Monty Reed - They Shall Walk]</ref><br />
<br />
====Milline on tänapäevane militaarne eksoskelet?====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha - nii jalgu ja käsi. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
On kuulujutte, et erinevate maade sõjaväed tegelevad aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks on väga mitmed projektid avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide projekti 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/ Human Universal Load Carrier], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. <ref>[https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/ Raytheon XOS 2 Exoskeleton, Second-Generation Robotics Suit], Army Technology (2020)</ref><br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martin’s OTA for the Onyx <br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub (9). Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. (16, 17)<br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. (7)<br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist (8). Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti (9). Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks (10).<br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. (7)(8)<br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid (12) ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. (11)<br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. (14)<br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. (13)<br />
<br />
=Vanad viited=<br />
# https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf<br />
# http://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man?page=4<br />
# https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface<br />
# http://theyshallwalk.org/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/<br />
# https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/<br />
# https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716<br />
# https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/<br />
# https://rewalk.com/rewalk-personal-3/<br />
# https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf<br />
# https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/<br />
# https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/<br />
# https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full<br />
# https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf<br />
# https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm<br />
# http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/<br />
<br />
=Viited=<br />
<references /></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=141981Eksoskeletid2022-04-29T10:47:17Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist või puust vormitud oda, metallist kirves, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid (A.Gehlen) on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks e. nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise (tehnoloogia defineerib inimeseks olemist). (1)<br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Seetõttu võib vaadelda eksoskelete kui järgmise sammuna inimorganite asendamisel-tugevdamisel.<br />
<br />
====Miks? Milleks on sõjaväelasel vaja eksoskeletti? ====<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis. Mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. Eksoskelet võimaldab parandada liikumise ergonoomikat seeläbi vähendada füüsiliste vigastuste ohtu raskete raskuste tõstmisel, raske maastiku läbimisel või korduvate liigutuste tegemisel. Lisaks sellele on võimalik aidata vigastatud sõdureid vähendades vigastuste mõju nende võitlusvõimele.<br />
<br />
====Millised on eksoskeleti tehnoloogia probleemid militaarsfääris?====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel. (2)<br />
<br />
==== Kuidas algas militaarsete eksoskeletide lugu? ====<br />
[[File:Hardiman-1965.jpg|frame|Hardiman]]<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske (680kg), sellel puudus stabiilsus, oli aeglane (maksimaalne liikumiskiirus 0,76 m/s) ning ebausaldusväärne reageerima sisenditele. Lisaks esinesid Hardimanil toiteallika probleemid. Kuna testimise käigus tekkisid ''„masina vägivaldsed ja kontrollimatud liikumised“'' siis inimkatsetusteni ei jõutud. (3)<br />
<br />
1986. aastal hakati arendama LIFESUIT eksoskeleti. LIFESUITI autoriks oli Monty Reed - sõjaväelane, kes oli vigastanud oma selga langevarjuõnnetuses. Sattudes haiglasse ja mõtiskeledes elu üle, ta luges läbi Robert Heinleini Starship Troopers raamatu. Seal kirjeldati mobiilseid eksoskeletone. Inspiratsiooni tõukel valmis 2001. aastal prototüüp LIFESUIT One (LS1). Mõned iteratsioonid edasi - 2005. aastal osales LS12 3. miili jooksus, mille läbis 90 minutiga. (4)<br />
<br />
====Milline on tänapäevane militaarne eksoskelet?====<br />
Militaarse tarbega eksoskeletid jagunevad funktsiooni alusel kategooriatesse: <br />
* Kogu keha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad kogu keha - nii jalgu ja käsi. Nende tootmine on siiamaani olnud problemaatiline ning kasutus pea olematu. On erinevaid prototüüpe.<br />
* Alamkeha eksoskeletid. Eksoskeletid, mis toetavad jalgu eesmärgiga vähendada kandja pingutust ning suurendada liikuvust.<br />
* Passiivsed eksoskeletid. Pasiivsetel eksoskeletidel pole täitureid, akusid ega elektroonikat. <br />
<br />
On kuulujutte, et erinevate maade sõjaväed tegelevad aktiivselt uute eksoskeleti lahenduste välja töötamisega. Kahjuks on väga mitmed projektid avalikuse eest varjatud, välja saab tuua vaid mõningad.<br />
<br />
USA kaitsetööstus (DARPA) algatas eksoskelettide projekti 2001. aastal programmi ''Exoskeletons for Human Performance Augmentation'' kaudu. Agentuur rahastas esialgu viieaastase programmi raames erinevaid osapooli 50 miljoni dollariga. Neist valiti välja kaks parimat eksoskeleti prototüüpi: Human Universal Load Carrier (HULC) ja XOS (Exoskeleton Robot Sarcos).<br />
<br />
HULC on eksoskelet, mis on välja töötatud Lockheed Martini poolt eelmise kümnendi alguses. Süsteemi eesmärk on vähendada sõdurite lihasluukonna vigastusi, mis tekivad raske lahingvarusutuse kandmisel. HULC parandab sõdurite kandevõimet kandes koormuse läbi eksoskeleti titaaniumist jalanõude. HULC kasutavab mikrokontrollereid, et aidata eksoskeleti liikumisi kontrollida. HULC eksoskelett kaalub 53kg. <br />
Liitiumakude abil suudab HULC eksoskelet võitlejal läbida (küll lamedal maastikul ja 4km/h) kuni 20 km. Maksimaalne kiirus on 16 km/h. Maksimaalne kandevõime: 91 kg. (5)<br />
<br />
XOS ehk maakeeli „Raudmehe rüü“ on robotülikond (eksoskelett), mida arendab Raytheon. XOS teise generatsiooni rüü kasutab hüdraulikat ja seeläbi võimaldab kasutajal tõsta raskeid objekte suhtega 17:1 (reaalne raskus vs tajutav raskus).<br />
XOS2 kaalub 95 kg. XOS2 on tark raudrüü- see kasutab erinevaid mikrokontrollereid, sensoreid ja täitureid, et aidata võitlejal efektiivselt lahinguväljal liikuda. (6)<br />
<br />
Pasiivsetest ja alamkeha eksoskeletidest võib mainida:<br />
* Lockheed Martin’s OTA for the Onyx <br />
* DARPA Warrior Knee Exosuit<br />
* Marine Moju, Terra Mojo<br />
<br />
<br />
=== Meditsiiniline ===<br />
Meditsiinilises kasutuses olevad eksoskeletid on mõeldud aitama inimesi, kes mõne vigastuse või haiguse tõttu vajavad abi liikumisel. Tegemist võib olla õnnetuse käigus saadud seljaaju vigastusega, mis on muutnud ala- või ülakeha liikumisvõimetuks. Samuti võivad näiteks insuldi tagajärjel tekkida närvi- ja lihaskahjustused, mille tõttu inimene kaotab kõndimisvõime või käte funktsionaalsuse. Meditsiiniliste eksoskelettide eesmärk on parandada nende patsientide elukvaliteeti, et nad saaksid sellest hoolimata elada täisväärtuslikku elu.<br />
<br />
Lisaks on meditsiiniliste eksoskelettide sihtgrupiks järjest vananev rahvastik. Hinnanguliselt eakate ehk 65-aastaste ja vanemate osakaal 2050 aastaks enam kui kahekordistub (9). Selleks, et vanemaealised saaksid elada iseseisvalt täisväärtuslikku elu kõrge vanuseni, vajavad nad sageli abi liikumisel. Eksoskeleti abiga saavad vaimselt terved ja aktiivse eluviisiga eakad jätkata oma igapäevaseid tegevusi nagu poeskäimine, aiapidamine või kodutööde tegemine ilma vaevusteta, mida võib põhjustada lihaste nõrgenemine vanas eas. (16, 17)<br />
<br />
==== Liigitus ====<br />
Meditsiinilisi eksoskelette saab liigitada mitut erinevat moodi. (7)<br />
<br />
Toestatava kehapiirkonna järgi:<br />
* alakeha eksoskeletid<br />
* ülakeha eksoskeletid<br />
Ravi tüübi järgi:<br />
* rehabilitatsiooniks<br />
* liikumise abistamiseks<br />
Kaasaskantavuse järgi:<br />
* statsionaarsed<br />
* mobiilsed<br />
Mootorite olemasolu järgi<br />
* elektrilised (mootoriga)<br />
* passiivsed (mootorita) <br />
<br />
==== Alakeha eksoskeletid ====<br />
Alakeha eksoskeletid on mõeldud inimest abistama kõndimisel. Neid on näiteks vaja halvatud patsientidel, kes ise pole enam võimelised oma jalgu liigutama. Ratastoolis ringi liiklemine võib olla ebamugav ja sobiva infrastruktuuri puudumisel ei pruugi teatud kohtadesse üldse ligi pääseda. Eksoskelett aitab neil inimestel teha igapäevaseid toiminguid täiesti iseseisvalt.<br />
<br />
Eksoskelett kinnitatakse patsiendi külge mitmete rihmadega. Skeleti küljes on pehmendused, mis teevad selle kandmise võimalikult mugavaks ja aitavad vältida hõõrumist (8). Mõnel juhul on lisaks jalaosadele skeletil veel lisatoestus, mida patsient kannab nagu seljakotti (9). Osade mudelite puhul on lisaks kasutusel kargud, mis aitavad saavutada ettekallutavat kehapositsiooni, mida eksoskelett tajub kui signaali edasi liikumiseks (10).<br />
<br />
Meditsiinilised eksoskeletid on tavaliselt varustatud mootoritega ja liikumise juhtimine võib olla kahte erinevat tüüpi. Esimene variant on selline, kus arvutile õpetatakse selgeks teatud käimismuster kasutades tervete inimeste andmeid. Selline variant sobib eelkõige halvatud patsientide eksoskelettidele. Teine variant on kasutusel näiteks insuldist taastuvate inimeste puhul, kes peavad uuesti käima õppima. Sellel juhul aitab eksoskelett kõndimisele kaasa just nii palju nagu vaja. Selle näol on tegemist intelligentse süsteemiga, mis suudab mõõta patsiendi progressi ja toetab kõndimist täpselt sellisel määral, et raskusaste oleks paras. Süsteem vähendab järk-järgult oma võimsust vastavalt sellele kuidas inimene tugevamaks saab, et tal oleks lõpuks võimalik kõndida masinast sõltumatult. (7)(8)<br />
<br />
==== Ülakeha eksoskeletid ====<br />
Patsientide puhul, kellel on näiteks õnnetuse või haiguse tagajärjel kadunud või vähenenud võime kasutada oma käsi, tulevad appi ülakeha eksoskeletid. Käte anatoomilise keerukuse tõttu on selliste eksokelettide disain tõeline väljakutse. Õlaliiges on keha üks keerulisemaid ja liikuvamaid liigeseid (12) ning sõrmede peenmotoorika hõlmab samuti paljude liigeste ja lihaste koordinatsiooni, seega sellise eksoskeleti ehitamine, mis suudaks simuleerida nende funktsiooni, on raske ülesanne.<br />
<br />
Kuna näiteks sõrmedega haaramine on paljude igapäevategevuste osa, siis on välja töötatud mitmeid lahendusi nende inimeste aitamiseks, kellel mõnel põhjusel on see funktsioon häiritud. Enamik ülakeha eksoskelette on sarnaselt alakeha omadele keha ümber/seljas kantav raam, kuhu on integreeritud liikumist abistavad mootorid ja arvuti nende kontrollimiseks. (11)<br />
<br />
Selline lahendus võib olla aga küllaltki raske kaasas kanda, seega on ülakeha eksoskelettide puhul otsitud ka kergemaid lahendusi. Näiteks on välja töötatud 3D-prinditud eksoskelett labakäe kontrollimiseks, mis kasutab aju elektrisignaale (EEG-d), et edastada teavet mehhanismile, mis laseb patsiendil kätt liigutada vastavalt tema soovidele. 3D-prinditud variandi eeliseks teiste ees on ka suhteliselt odav hind, mis teeb selle kättesaadavamaks rohkematele inimestele. (14)<br />
<br />
Samuti on halvatud või nõrgenenud ülajäseme lihaste funktsiooni taastamiseks välja arendatud terve käsivarre eksoskelett, mis lubab samuti ainult mõtte jõul oma kätt liigutada. Antud seade suudab naha pinnalt tuvastada aju poolt lihastesse saadetud närvisignaale. Kasutaja kontrollib oma kätt täielikult ise, eksoskelett lihtsalt võimendab närvisignaali ja aitab mootorite abil kätt liigutada soovitud suunas. (13)<br />
<br />
====(Viited, vaja panna alla teistega kokku)====<br />
# https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/<br />
# https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716<br />
# https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/<br />
# https://rewalk.com/rewalk-personal-3/<br />
# https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf<br />
# https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/<br />
# https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/<br />
# https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full<br />
# https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf<br />
# https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm<br />
# http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/<br />
<br />
<br />
=Viited=<br />
# https://www.scribd.com/document/377966612/Gehlen-Man-in-the-Age-of-Technology-pdf<br />
# http://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man?page=4<br />
# https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface<br />
# http://theyshallwalk.org/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/human-universal-load-carrier-hulc/<br />
# https://www.army-technology.com/projects/raytheon-xos-2-exoskeleton-us/<br />
# https://exoskeletonreport.com/2016/06/medical-exoskeletons/<br />
# https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214031X15000716<br />
# https://eksobionics.com/spinal-cord-injury/<br />
# https://rewalk.com/rewalk-personal-3/<br />
# https://www.mdpi.com/2218-6581/9/1/16/pdf<br />
# https://teachmeanatomy.info/upper-limb/joints/shoulder/<br />
# https://myomo.com/what-is-a-myopro-orthosis/<br />
# https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.661569/full<br />
# https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/ageing/WorldPopulationAgeing2019-Highlights.pdf<br />
# https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151014085414.htm<br />
# http://www.aal-europe.eu/project-of-the-month-axo-suit/</div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=File:XOS.jpg&diff=141980File:XOS.jpg2022-04-29T10:28:18Z<p>Kristjan.keskkula: XOS2 demonstratsioon sõduriga</p>
<hr />
<div>== Summary ==<br />
XOS2 demonstratsioon sõduriga</div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=File:HULC.jpg&diff=141979File:HULC.jpg2022-04-29T10:27:42Z<p>Kristjan.keskkula: HULC sõduri seljas</p>
<hr />
<div>== Summary ==<br />
HULC sõduri seljas</div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=File:Hardiman-1965.jpg&diff=141978File:Hardiman-1965.jpg2022-04-29T10:27:06Z<p>Kristjan.keskkula: General Electricu Hardiman suutis tõsta kuni 680 kg. Pilt: Museum of Innovation and Science Schenectady</p>
<hr />
<div>== Summary ==<br />
General Electricu Hardiman suutis tõsta kuni 680 kg. Pilt: Museum of Innovation and Science Schenectady</div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=141854Eksoskeletid2022-04-27T16:06:14Z<p>Kristjan.keskkula: /* Sõjaline */</p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===<br />
Militaarse eesmärgiga inimvõimekust suurendava aparatuuri ajalugu on mitmesugune ja pikk. Mis muud on kivist või puust vormitud oda, metallist kirves, tiibrakett või hävitaja kui inimvõimekust parandav tehnoloogia? <br />
Targad filosoofid on arutlenud lähtudes tehnoloogia ja inimese suhtest. Antropoloogia viitab sellele, et inimloomale pole antud spetsialiseeritud organeid või instinkte – ei ole ta kõige kiirem, ei hüppa kõige kõrgemale, kuule ega tunne lõhna väga hästi võrreldes teiste loomadega, puudub kaitsev turvis või oskus lennata. Seetõttu on inimene sõltuvuses võimest (intelligentsist) muuta keskkonda endale sobivaks ehk luua tehnoloogiat. Tehnoloogia on vahend inimese nõrkuste parendamiseks e. nõrkade organite asendamiseks läbi:<br />
* tugevdamise (kivi + muskel annab tugevama löögi), <br />
* asendustegevuse (lendamine, tuletegemine ei ole meie loomuses) või<br />
* hõlbustustegevuse (motoriseeritud transport aitab meil kiiremini liikuda ja raadiosaatja kaugemalt suhelda) näol.<br />
<br />
Sellest järeldub, et tehnoloogia on kui inimese peegel, tehnoloogia on nii vana kui inimene ise. Tehnoloogia defineerib inimeseks olemist. <br />
<br />
Viited vaja lisada: A.Gehlen – Man and Technique''[Gehlen, A. (1957). Man in the age of Technology.]<br />
<br />
Juba keskajal kasutati kiivreid ja turvist, hilisemad iteratsioonid soomustranspordiga ja motoriseeritud sõjaväe lahendustega on vaid suurendanud inimese võimekust enda füüsist sõjaväljal efektiivsemaks muuta. Eksoskeletid on järgmine samm inimorganite asendamisel-tugevdamisel<br />
<br />
====Miks? Milleks on sõjaväelasel vaja eksoskeletti? ====<br />
Nii nagu teistelgi tegevusaladel, siis militaarsfääris on eksoskeleti roll aidata selle kandjat suurendades nende tugevust ja vastupidavust. Sõjaväljal on tihtipeale vaja kanda raskeid objekte (relvi, moona, kaaslaseid) ning töötada ohtlikus keskkonnas. Võimekus relvi, soomust ja lahinguvarustust kaasas kanda on tähtis. Mida paremini on varustatud sõdur seda suurem on võimalus, et sõdur on efektiivne. <br />
<br />
====Millised on eksoskeleti tehnoloogia probleemid militaarsfääris?====<br />
Mitmeid probleeme on vaja lahendada- üks suurimatest on eksoskelettide vajadus energiale. Raketiteadusest teada tuntud valem: mida suurem on objekti mass seda suurem on selle massi liigutamiseks vajalik energiavajadus. Ja mida suuremad on energiakandjad (näiteks akud) seda suurem on mass, mida on vaja liigutada. Lisaks massile rakenduvad logistilised raskused- kus leida sõjatandril eksoskeletile laadimise võimekus. Sisepõlemismootorid suudavad mõningad nendest probleemidest lahendada, aga tekivad juurde teised – mootorite stabiilsus, energiatõhusus, sisepõlemisel tekkinud kuumus, vibratsioon, müra ja kulu. Eksoskelet peab olema mugav ja vastupidav, agiilne. Kiiresti parandatav! Elu ja surma eest võideldes ei ole võimalik kompromisse teha ning kahjuks neid kõiki nõudeid on raske koos ühte komplekti saada. Seetõttu pole ka eksoskeletid sõjatandril laialt veel kasutusel.<br />
<br />
Viited vaja lisada: http://www.popsci.com/scitech/article/2008-04/building-real-iron-man?page=4<br />
<br />
==== Kuidas algas militaarsete eksoskeletide lugu? ====<br />
Esimesed katsetused sõjalisel eesmärgil kasutatava eksoskeleti loomisel algasid eelmise sajandi keskel. 1965. aastal alustas General Electric Ameerika Ühendriikide sõjaväe palvel uuringuid Hardimani loomiseks. Hardiman pidi olema inimkehaga integreeritud mobiilne hüdraulika ja elektri jõul töötav ülikond. Sõjavägi soovis, et masinaga saaks liigutada rasket tehnikat ja seetõttu eesmärgiks seati, et eksoskelet peaks võimaldama selle kandjal jõudu 25 korda suurendada. <br />
<br />
Kuigi Hardimani arendamisel tehti mitmeid läbimurdeid, siis eksoskelet ise prototüübi etapist edasi ei jõudnud. Hardiman oli väga raske, sellel puudus stabiilsuse ja esinesid toiteallika probleemid. Inimkatsetusteni ei jõutud.<br />
<br />
Viited vaja lisada: https://www.ge.com/news/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface<br />
<br />
====Milline on tänapäevane militaarne eksoskelet?====<br />
...</div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=ITSPEA_wiki-kirjat%C3%B6%C3%B6de_leht&diff=141852ITSPEA wiki-kirjatööde leht2022-04-27T15:44:50Z<p>Kristjan.keskkula: /* Kevad 2022 */</p>
<hr />
<div>[[IT_eetilised,_sotsiaalsed_ja_professionaalsed_aspektid|Tagasi ITSPEA lehele]] | [[e-ITSPEA | Tagasi e-ITSPEA lehele]]<br />
<br />
See wiki-leht on mõeldud neile, kes tahavad enda [http://akadeemia.kakupesa.net/ITSPEA ITSPEA] või [[e-ITSPEA]] kirjatööd wiki kujul esitada.<br />
<br />
<br />
== Individuaalsed kirjatööd ==<br />
<br />
=== sügis 2012 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Olavi_Koplik_-_Internet_kui_kultuurin%C3%A4htus Olavi Koplik]<br />
<br />
=== sügis 2013 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Magnus_Kokk_-_L%C3%BChike_%C3%BClevaade_GNU/Linux_t%C3%B6%C3%B6lauakeskkondadest Magnus Kokk - Lühike ülevaade GNU/Linux töölauakeskkondadest]<br />
<br />
=== sügis 2015 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arti_Zirk_-_Mina_ja_Linux Arti Zirk - Mina ja Linux]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arti_Zirk_-_Syncly_MusicSync Arti Zirk - Syncly MusicSync]<br />
<br />
== Rühmatööd ==<br />
<br />
=== kevad 2017 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Kr%C3%BCptoraha_roll_tuleviku%C3%BChiskonnas I026 - IT eetilised, sotsiaalsed, professionaalsed aspektid - Krüptoraha roll tulevikühiskonnas - Taivo Liik, Dmitry Lukas, Kersti Perandi, Gert Vesterberg]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Makses%C3%BCsteemide_areng_-_kas_teekond_sularahavaba_%C3%BChiskonna_poole%3F "Maksesüsteemide areng - kas teekond sularahavaba ühiskonna poole?" - Jüri Ahhundov, Erik Ehrbach, Marko Mõznikov, Egert Närep]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_valdkonna_kujutamine_kaasaja_filmikunstis "IT valdkonna kujutamine kaasaja filmikunstis" - Anna Amelkina, Kadi Koppelmann, Maie Palmeos, Marie Udam, Marilyn Võsu]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Privaatsus_internetis_kas_v%C3%B5imatu_missioon#Privaatsuse_saavutamise_t.C3.B6.C3.B6riistad"Privaatsus internetis - kas võimatu missioon?" - Aleksandra Sepp, Merike Meizner, Alvar Suun, Jaak Vaher, Andres Tambek]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Nutiseadmete_mõju_algkooliealiste_laste_arengule_"Nutiseadmete mõju algkooliealiste laste arengule" - Anni-Bessie Kitt, Jaan Koolmeister, Jan Pentshuk, Andreas Porman, Pille Ulmas]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Industry_4.0_"Industry 4.0" - Autorid: Meelis Osi, Liis Talimaa, Sander Pihelgas, Aare Taveter]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Tarkvara_tagauksed "Tarkvara tagauksed - poolt ja vastu"- Autorid: Katrin Lasberg, Marko Esna, Maile Mäesalu, Kristiina Keelmann, Madis Tammekänd]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_ja_terrorism "IT ja terrorism" - Madli Mirme, Joonas Rihma, Peeter Stamberg, Ave-Liis Saluveer]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Tarkvara_arendajate_töökoha_vahetamise_põhjused "Tarkvara arendajate töökoha vahetamise põhjused" - Andrei Pugatšov, Anton Meženin, Jekaterina Losseva, Artur Kapranov, Konstantin Dmitrijev]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/User_talk:Dtsurjum "Elektrooniline raha, olevik ja tulevik.”] - ''Dmitri Tšurjumov, Mark Selezenev, Igor Budnitski, Leonid Grigorjevski, Jakov Kanyuchka''<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Ärimudelid_muutuvas_tehnomaailmas_"Ärimudelid muutuvas tehnomaailmas" - Henri Paves, Madis Võrklaev, Rudolf Purge, Ruudi Vinter]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_X-tee_-_kodanik_kohtub_riigiga "X-tee - kodanik kohtub riigiga" - Egert Loss, Tanel Peep, Priit Rätsep, Annely Vattis, Allar Vendla ]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_E-riik_-_ohud_ja_kasu_inimeste_jaoks "E-riik - ohud ja kasu inimeste jaoks" - Filip Fjodorov, Dmitri Kiriljuk, Jevgeni Jurtšenko, Pavel Abin, Boris Brokan ]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_-_haridus_ja_-_haritus "IT - haridus ja - haritus"] - ''Radne Kaal, Kreet Solnask, Laura Lenbaum, Jooni Soots''<br />
* [["Robootika, AI ja eetika"]] - Kädi-Kristlin Miggur, Siim Kustassoo, Teele Puusepp, Kristel Tali<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Arvutikriminalistika "Arvutikriminalistika"] - Mari-Liis Oldja, Margit Kangur, Reilika Saks, Gregor Luukas<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Turundusest_Facebooki_n%C3%A4itel "Turundusest Facebooki näitel"] - Liis Talsi, Jana Kindlam, Tanel Vari<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_ettev%C3%B5tete_%C3%B5igused_ja_kohustused_isikuandmete_t%C3%B6%C3%B6tlemisel "IT ettevõtete õigused ja kohustused isikuandmete töötlemisel"] - I026 - Kevad 2017 - IT ettevõtete õigused ja kohustused isikuandmete töötlemisel - Annika Pajupuu, Juta Jaama, Ilmar Ermus, Jüri Vinnal, Martti-Heiki Must<br />
<br />
=== sügis 2017 ===<br />
* [[Eesti e-teenused: õnnestumised ja õnnetused]] - Eduard Pajumägi, Joonas Jõpiselg, Tõnis Kundla, Valeria Müürsepp, Heiki Tähis<br />
* [[Kas me kõik liigume digitaalse nomaadluse poole?]] - Allan Allmere, Veiko Aunapuu, Kristi Jõgeva, Maarja Mahlapuu, Ane Võlma<br />
* [[Facebooki kahjulik mõju inimesele]] - Annika Avingu, Mariana Lepassar, Helena Loitmaa<br />
* [[Igapäeva liiklemist lihtsustavad mobiilirakendused Eesti näitel]] - Polina Dvinskihh, Xenia Kinževskaja, Marco Sepp, Andres Kõiv<br />
* [[Võrgurobotid ja nende kasutusalad]] - Triin Mõlder, Kristin Kivimäe, Evi Abel, Kadri Tamme<br />
* [[Elektrooniline järelevalve ühiskonnas]] - Laura Närska, Alan Laaneväli, Lauri Laks, Rauno Kaldmaa<br />
* [["Avalik või privaatne pilveteenus?"]] - Kalev Kilumets, Kalev Kask, Tarmo Leemet<br />
* [[Targa maja värkvõrk]] - Margit Aus, Lii Looga, Tuuli Soodla-Tikkerbär, Tanel Tsirgu<br />
* [[GDPR ehk isikuandmete kaitse üldmäärus - andmekäitluse kultuuri muutus]] - Rainer Renn, Julia Ront<br />
* [[Identiteet internetis]] - Hedi Dorožkin, Johanna Kommer, Merike Lees, Liina Müür, Jürgen Saarniit<br />
* [[Zero UI]] - Kärt Raidmaa, Reenika East, Teedu Pedaru<br />
* [[Infotehnoloogia inimese elus - eksoskelett või vähkkasvaja?]] - Frank Tuuksam, Kert Kivaste, Martin Õunap<br />
* [[Big Data ohud ja võimalused]] - Karin Ojamäe, Ivan Petrovski, Rutmar Silde<br />
* [[Internet radikaliseerib]] - Siim Bobkov ja Marko Mandli<br />
<br />
=== Kevad 2019 ===<br />
* [[Isejuhtivad autod ning nendega seonduvad dilemmad]] - Krista Freimann, Priit Post, Aivar Mägi, Taaniel Sülla<br />
* [http://strat-it-itspeak2019.wikidot.com/ Strateegilise infotehnoloogia areng kõrgharidusasutustes 2020. aasta näitel]. Autorid: Jevgeni Družkov, Anton Sauh, Stanislav Grebennik, Kirill Kostev.<br />
* [http://tehisintellektfilmides.wikidot.com/blog:_start/ Tehisintellekt filmides]. Autorid: Mikk Villem, Helena Laur, Mihkel Lilienthal Marianne Pisukov.<br />
* [[Andmekaitsest ja selle olulisusest]] - Taavet Tamm, Rommi Parman, Helin Kuuskla, Kristo Laasik, Renata Muru<br />
* [[Tänapäeva trendid IT arendusmetoodikates ja -protsessides]] - Edvin Ojamets, Indrek Haavik, Lauris Heinsalu, Rene Berkmann<br />
* [[The Impact of Information Technology in the workforce]] - Kaupo Lepasepp, Jevgeni Vassiljev, Viktoria Vessener, Jekaterina Metsavas<br />
* [[Arvutimängude mõju inimese vaimsele ja füüsilisele heaolule]] - Holger Roosioja, Renar Tupits, Siim Idla, Jevgeni Tsupov<br />
* [[Aju-arvuti liides (BCI)]] - Liisa, Agu, Kristjan<br />
<br />
=== Kevad 2020 ===<br />
* [[Eetiliseks tehisintellektiks valmisoleku kujundamine]] - Kristo Kleemann, Kristel Rillo, Lilian Tomingas-Frolov, August Vinter<br />
* [[Isesõitvate sõidukite otsustusprotsessid liiklus- ja ohuolukordades ning sellega seotud eetilised aspektid. ]] - Lennart Viikmaa, Andre Liima, Andreas Post, Aleksandra Rüüberg, Tanel Rootsma<br />
* [[Biomeetrial põhineva isikutuvastuse tulevik]] - Allan Bernard, Ave Karjus, Angelika Kärber, Liis Kohal, Rauno Ellermaa<br />
* [[Teema pealkiri ehitamisel (peateema: versioonihalduskeskkonnad)]] - Karoliina Rebane, Annika Raie, Sven Petrov, Ivo Mäeoja, Tauno Rämson<br />
* [[Väledad tarkvaraarenduse mudelid]] - Magnus Teekivi, Mirjam Pajumägi, Mihkel Männa<br />
* [[ITurvalisus läbi videoanalüütika]] - Argo Sieger, Ahti Paloson, Ott Kossar, Rainis Mäemees<br />
* [[Totalitaarsete režiimide hirmud ehk Interneti tsensuur Hiina ja Venemaa näitel]] - Raul Erdel, Katre Vahtre, Hendrik Park, Mathias Nöps<br />
* [[Suunamudijate mõju noortele]] - Alvar Jõekaar, Helene Abel, Kristiina Sojunen, Maris Vaino<br />
<br />
=== Sügis 2020 ===<br />
<br />
* [[Sissejuhatus ID-kaardi baastarkvara avatud lähtekoodiga arendusele]] - Raul Metsma<br />
* [[Interneti kasutaja anonüümse tuvastuse meetodite kasutamine kaubanduslikel eesmärkidel]] - Gleb Engalychev, Artjom Ljuboženko, Paavel Makarenko, Ilja Vasilenko, Nikita Brjakilev<br />
* [[COVID-19 mõju töökultuurile]] - Marko Lindeberg, Tanel Saar, Martin Vool, Margus Laanem<br />
* [[Mis on tehisintellekt?]] - Grete-Liis Paavo, Sigrid Pihel, Kelly Roosilill, Siim Lukas Simmo, Jörgen Jõgiste<br />
*[[Infoühiskonna teenuse ja meediateenuse ebaseaduslik vastuvõtmine]] - Kristiina Melissa Jõeäär, Jan Erik Alliksaar, Kaspar Ojasalu<br />
* [[ICO wiki:IDE keskkonna kasutatavus ja kasutuskogemus]] - Roman Malõsev, Egor Mikhaylov, Grigori Senkiv<br />
* [[Turunduspsühholoogia sotsiaalmeedias]] - Julia Ruzu, Saskia Rohtla, Denis Kusherekin, Kristjan Mänd<br />
* [[Digikultuuri säilitamine]] - Mihkel Koks, Karl-Kevin Köörna, Gregor Kaljulaid, Maria Kaasik-Aaslav<br />
* [[Sotsiaalmeedia meie ümber ja selle negatiivne mõju noortele]] - Carina Ruut, Carmen Unt, Hanna-Kristella Lehtsaar, Edvin Põiklik, Robin Väli<br />
* [[Isesõitvad autod ei tuvasta(nud) musta nahavärviga inimesi]] - Rainer Aas, Ergas-Ever Kask, Kaia Kivend, Talis Petersell<br />
* [[Närvivõrgud ja programmeerimine]] - Rodion Lehmus, Aleksander Ozerov, Eric Rodionov, Konstantin Donets, Vadim Zolotarenko<br />
* [[Programmatic ehk Algoritmiline reklaamiost]] - Viktoria Mihhailova, Alec Bennoune, Aleksei Krassilnikov<br />
* [[Alternatiivsed võimalused IT alase hariduse omandamiseks]] - Merilin Veeber, Saara Denisov, Susanna Abner<br />
* [[Andmepüügi liigid ja võtted]] - Anastasia Gavrilova, Ekaterina Afanasjeva, Maria Harkina, Alisa Tarassova<br />
* [[Tumeveeb]] - Steven Teras, Paul Siht, Sebastian Magagni, Marko Paumere, Cer-Lyn Luhasaar<br />
* [[Suur Vend ja (pahade) asjade internet]] - Ragnar Kramm, Ragnar Leon Sonny Kaarneem, Kristjan Paloots, Taavi Tikkerber<br />
* [[E-spordi olemus, trendid ja tuleviku väljavaated]] - Rasmus Vahelaan, Karl Markus Kõivastik, Joonas Kaal, Magnar Markvart<br />
* [[Šifreerimismasinad]] - Mait Uusmäe, Hans Kristian Laur, Kerli Raudsepp, Anne-Mai Agukas<br />
* [[Arvutimängude areng ja mõju]] - Laada Tereštšenkova, Artjom Strelkov, Aleksandr Jefimov, Jan Solovjov, Aleks Moppel<br />
* [[Piraatlus ja striiminguteenused]] - Aimar Tuul, Andri Suga, Karl-Steven Valdmaa, Kristi Rikma<br />
* [[Internetiprivaatsusega seotud põhiprobleemid ühiskonnas]] - Regina Novikova, Renee Balent, Jan Ulrich Sütt, Kevin Mihkelson<br />
<br />
=== Kevad 2021 ===<br />
<br />
* [[Tehnoloogia kehakultuuris]] - Jass Murutalu, Rasmus Maipuu, Kristo Palo, Anneli Vorms, Sten-Markus Ratnik<br />
* [[InfoTehnoloogia Suundumised, Potentsiaal ja Eripära Aafrikas]] - Andi Angel, Jens-Kristjan Liivand, Ats Raigla, Lauri Simulman<br />
* [[Andmed on uus euro: andmete kogumine ja kasutamine tänapäeva ühiskonnas]] - Kristi Reispass, Keiti Hiiemäe-Ild, Keijo Raamat, Henri Keerutaja, Ranet Mikko<br />
* [[Mänguelementide eetiline kasutus lastele suunatud tarkvaras]] - Margot Saare, Maris Salk, Ragnar Rääsk<br />
* [[Nutilinn (Smart city) ja asjade internet (IoT)]] - Stanislav Matšel, Kirill Janson, Katrin Kornfeldt, Kristjan Lund<br />
<br />
<br />
=== Sügis 2021 ===<br />
<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Miks_kardetakse_tehisintellekti%3F Miks kardetakse tehisintellekti?] - Marjam Nesterova, Kaisa Liiv, Katre Siller, Timur Habibulin, Kristina Aprelkova<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Autonoomsed_s%C3%B5idukid_abiks_erivajadustega_inimestele Autonoomsed sõidukid abiks erivajadustega inimestele] - Joosep Mart Männik, Roma Imran Tariq, Danyil Kurbatov, Ahto Jalak, Svetlana Suhhorukova<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Masinn%C3%A4gemine_ja_selle_rakendamine_kaasaegses_maailmas Masinnägemine ja selle rakendamine kaasaegses maailmas] - Dmitri Sobolev, Leonid Peskov, Pavel Petrov<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Tumeveebi_n%C3%B5utuimad_tooted_ja_teenused Tumeveebi nõutuimad tooted ja teenused] - Vitali Logvin, Roman Mihhejev, Sergei Razguljajev, Anneli Väli<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Levinumad_operatsioonis%C3%BCsteemid_ja_nende_asutajad Levinumad operatsioonisüsteemid ja nende asutajad] - Gleb Poljakov, Roman Vilu, Romet Reino, Erik M<br />
* [[Infojagamise ohud sotsiaalmeedias]] - Maido Paalmäe, Triinu Pärnapuu, Rasmus Pidim, Karl Rikkonen<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arvutimängude_litsentsirikkumised_tänapäeval Arvutimängude litsentsirikkumised tänapäeval] - Arne Antov, Roland Kastein, Erik Johannes Keldrima, Andree Uuetoa<br />
* [[Neuralink ja ühiskond]] - Hendrik Kuhi, Ronald-Reigor Lehtsaar, Nikita Kašnikov, Ingmar Markus<br />
* [[Androidi tekkimine ja areng]] - Aleksandr Borovkov, Kristina Kavelitš, Daniel Geller, Alen Siilivask <br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Iot_omadused_ja_kasutusalad IoT omadused ja kasutusalad] - Ats Kiisa, Marek Ott<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Biomeetrilise_andmet%C3%B6%C3%B6tluse_head_ja_vead. Biomeetrilise andmetöötluse vead ja head.]Jevgenia Dõmša, Laura Reins<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_ilmumine_ja_areng_Eestis IT: ilmumine ja areng Eestis] Artjom Stepanov, Ariana Leštšuk<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Deep_Blue Deeb Blue] Markus Johan Aug, Kati Lõhmus, Getter Saar<br />
* [[Infotehnoloogilise ühiskonna apokalüpsis? - Ülemaailmne elektrikatkestus]]Triinu-Liis Vaikma, Alice Buht, Grete Eerikson, Mari-Liis Gabrel.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_m%C3%B5ju_spordile IT mõju spordile] Mathias Ranna, Karl Stefan Lill, Stenver Savi.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/User_talk:Deleva: Krüptoraha] Deniz Levasjov, Renat Aparin, Kirill Mosegov.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Esoteerilised_programmeerimiskeeled Esoteerilised programmeerimiskeeled] Dariana Aav, Gen Lee, Mikkel Paat, Taeri Saar<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Õuna_revolutsioon_-_Newtonist_Jobsini Õuna revolutsioon - Newtonist Jobsini] Darja Obuhhova, Diana Labunets, Robert Unt, Jegor Borissov, Valeri Tšernov<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Võrgusuhtluse_ajalugu,_olevik_ja_tulevik Võrgusuhtluse ajalugu, olevik ja tulevik] Anet Mitt, Tanel Loigom, Andžei Veidenbaum, Maria Bljahhina, Reio Opromei<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Tehnoloogilised_lahendused_t%C3%B6%C3%B6turul_ja_%C3%B5ppeasutuses Tehnoloogilised lahendused tööturul ja õppeasutuses] Kätlin Rajamäe, Steven Salmistu, Talis Paas, Karol-Ari Krimses, Daniel Vasser<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/L%C3%A4bi_tehnoloogia_%C3%BCliinimeseks Läbi tehnoloogia üliinimeseks?] Fred Kaur, Madrid Babajev, Aleksandra Vassilissa Garkuša, Kirill Seredjuk, Edgar Vildt <br />
<br />
<br />
=== Kevad 2022 ===<br />
<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/K%C3%BCberturvaja_t%C3%B6%C3%B6vahendid Küberturvaja töövahendid] - Jake Rahu, Triinu Viikholm, Hell Kais, Siim Hendrik Rääk, Rene Ämarik<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Biomeetrilise_autentimise_v%C3%B5lu_ja_valu Biomeetrilise autentimise võlu ja valu] - Diana Vaher, Sandra Poll, Rauno Schiff, Kaido Sõmera, Riho Kalda<br />
<br />
[[Category:ITSPEA]]<br />
[[IT_eetilised,_sotsiaalsed_ja_professionaalsed_aspektid|Tagasi ITSPEA lehele]] | [[e-ITSPEA | Tagasi e-ITSPEA lehele]]</div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=141850Eksoskeletid2022-04-27T15:40:37Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>== Sissejuhatus ==<br />
<br />
== Kasutusalad ==<br />
=== Sõjaline ===</div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=Eksoskeletid&diff=141845Eksoskeletid2022-04-27T15:37:10Z<p>Kristjan.keskkula: Created blank page</p>
<hr />
<div></div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=ITSPEA_wiki-kirjat%C3%B6%C3%B6de_leht&diff=141843ITSPEA wiki-kirjatööde leht2022-04-27T15:36:43Z<p>Kristjan.keskkula: /* Kevad 2022 */</p>
<hr />
<div>[[IT_eetilised,_sotsiaalsed_ja_professionaalsed_aspektid|Tagasi ITSPEA lehele]] | [[e-ITSPEA | Tagasi e-ITSPEA lehele]]<br />
<br />
See wiki-leht on mõeldud neile, kes tahavad enda [http://akadeemia.kakupesa.net/ITSPEA ITSPEA] või [[e-ITSPEA]] kirjatööd wiki kujul esitada.<br />
<br />
<br />
== Individuaalsed kirjatööd ==<br />
<br />
=== sügis 2012 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Olavi_Koplik_-_Internet_kui_kultuurin%C3%A4htus Olavi Koplik]<br />
<br />
=== sügis 2013 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Magnus_Kokk_-_L%C3%BChike_%C3%BClevaade_GNU/Linux_t%C3%B6%C3%B6lauakeskkondadest Magnus Kokk - Lühike ülevaade GNU/Linux töölauakeskkondadest]<br />
<br />
=== sügis 2015 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arti_Zirk_-_Mina_ja_Linux Arti Zirk - Mina ja Linux]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arti_Zirk_-_Syncly_MusicSync Arti Zirk - Syncly MusicSync]<br />
<br />
== Rühmatööd ==<br />
<br />
=== kevad 2017 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Kr%C3%BCptoraha_roll_tuleviku%C3%BChiskonnas I026 - IT eetilised, sotsiaalsed, professionaalsed aspektid - Krüptoraha roll tulevikühiskonnas - Taivo Liik, Dmitry Lukas, Kersti Perandi, Gert Vesterberg]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Makses%C3%BCsteemide_areng_-_kas_teekond_sularahavaba_%C3%BChiskonna_poole%3F "Maksesüsteemide areng - kas teekond sularahavaba ühiskonna poole?" - Jüri Ahhundov, Erik Ehrbach, Marko Mõznikov, Egert Närep]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_valdkonna_kujutamine_kaasaja_filmikunstis "IT valdkonna kujutamine kaasaja filmikunstis" - Anna Amelkina, Kadi Koppelmann, Maie Palmeos, Marie Udam, Marilyn Võsu]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Privaatsus_internetis_kas_v%C3%B5imatu_missioon#Privaatsuse_saavutamise_t.C3.B6.C3.B6riistad"Privaatsus internetis - kas võimatu missioon?" - Aleksandra Sepp, Merike Meizner, Alvar Suun, Jaak Vaher, Andres Tambek]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Nutiseadmete_mõju_algkooliealiste_laste_arengule_"Nutiseadmete mõju algkooliealiste laste arengule" - Anni-Bessie Kitt, Jaan Koolmeister, Jan Pentshuk, Andreas Porman, Pille Ulmas]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Industry_4.0_"Industry 4.0" - Autorid: Meelis Osi, Liis Talimaa, Sander Pihelgas, Aare Taveter]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Tarkvara_tagauksed "Tarkvara tagauksed - poolt ja vastu"- Autorid: Katrin Lasberg, Marko Esna, Maile Mäesalu, Kristiina Keelmann, Madis Tammekänd]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_ja_terrorism "IT ja terrorism" - Madli Mirme, Joonas Rihma, Peeter Stamberg, Ave-Liis Saluveer]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Tarkvara_arendajate_töökoha_vahetamise_põhjused "Tarkvara arendajate töökoha vahetamise põhjused" - Andrei Pugatšov, Anton Meženin, Jekaterina Losseva, Artur Kapranov, Konstantin Dmitrijev]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/User_talk:Dtsurjum "Elektrooniline raha, olevik ja tulevik.”] - ''Dmitri Tšurjumov, Mark Selezenev, Igor Budnitski, Leonid Grigorjevski, Jakov Kanyuchka''<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Ärimudelid_muutuvas_tehnomaailmas_"Ärimudelid muutuvas tehnomaailmas" - Henri Paves, Madis Võrklaev, Rudolf Purge, Ruudi Vinter]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_X-tee_-_kodanik_kohtub_riigiga "X-tee - kodanik kohtub riigiga" - Egert Loss, Tanel Peep, Priit Rätsep, Annely Vattis, Allar Vendla ]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_E-riik_-_ohud_ja_kasu_inimeste_jaoks "E-riik - ohud ja kasu inimeste jaoks" - Filip Fjodorov, Dmitri Kiriljuk, Jevgeni Jurtšenko, Pavel Abin, Boris Brokan ]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_-_haridus_ja_-_haritus "IT - haridus ja - haritus"] - ''Radne Kaal, Kreet Solnask, Laura Lenbaum, Jooni Soots''<br />
* [["Robootika, AI ja eetika"]] - Kädi-Kristlin Miggur, Siim Kustassoo, Teele Puusepp, Kristel Tali<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Arvutikriminalistika "Arvutikriminalistika"] - Mari-Liis Oldja, Margit Kangur, Reilika Saks, Gregor Luukas<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Turundusest_Facebooki_n%C3%A4itel "Turundusest Facebooki näitel"] - Liis Talsi, Jana Kindlam, Tanel Vari<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_ettev%C3%B5tete_%C3%B5igused_ja_kohustused_isikuandmete_t%C3%B6%C3%B6tlemisel "IT ettevõtete õigused ja kohustused isikuandmete töötlemisel"] - I026 - Kevad 2017 - IT ettevõtete õigused ja kohustused isikuandmete töötlemisel - Annika Pajupuu, Juta Jaama, Ilmar Ermus, Jüri Vinnal, Martti-Heiki Must<br />
<br />
=== sügis 2017 ===<br />
* [[Eesti e-teenused: õnnestumised ja õnnetused]] - Eduard Pajumägi, Joonas Jõpiselg, Tõnis Kundla, Valeria Müürsepp, Heiki Tähis<br />
* [[Kas me kõik liigume digitaalse nomaadluse poole?]] - Allan Allmere, Veiko Aunapuu, Kristi Jõgeva, Maarja Mahlapuu, Ane Võlma<br />
* [[Facebooki kahjulik mõju inimesele]] - Annika Avingu, Mariana Lepassar, Helena Loitmaa<br />
* [[Igapäeva liiklemist lihtsustavad mobiilirakendused Eesti näitel]] - Polina Dvinskihh, Xenia Kinževskaja, Marco Sepp, Andres Kõiv<br />
* [[Võrgurobotid ja nende kasutusalad]] - Triin Mõlder, Kristin Kivimäe, Evi Abel, Kadri Tamme<br />
* [[Elektrooniline järelevalve ühiskonnas]] - Laura Närska, Alan Laaneväli, Lauri Laks, Rauno Kaldmaa<br />
* [["Avalik või privaatne pilveteenus?"]] - Kalev Kilumets, Kalev Kask, Tarmo Leemet<br />
* [[Targa maja värkvõrk]] - Margit Aus, Lii Looga, Tuuli Soodla-Tikkerbär, Tanel Tsirgu<br />
* [[GDPR ehk isikuandmete kaitse üldmäärus - andmekäitluse kultuuri muutus]] - Rainer Renn, Julia Ront<br />
* [[Identiteet internetis]] - Hedi Dorožkin, Johanna Kommer, Merike Lees, Liina Müür, Jürgen Saarniit<br />
* [[Zero UI]] - Kärt Raidmaa, Reenika East, Teedu Pedaru<br />
* [[Infotehnoloogia inimese elus - eksoskelett või vähkkasvaja?]] - Frank Tuuksam, Kert Kivaste, Martin Õunap<br />
* [[Big Data ohud ja võimalused]] - Karin Ojamäe, Ivan Petrovski, Rutmar Silde<br />
* [[Internet radikaliseerib]] - Siim Bobkov ja Marko Mandli<br />
<br />
=== Kevad 2019 ===<br />
* [[Isejuhtivad autod ning nendega seonduvad dilemmad]] - Krista Freimann, Priit Post, Aivar Mägi, Taaniel Sülla<br />
* [http://strat-it-itspeak2019.wikidot.com/ Strateegilise infotehnoloogia areng kõrgharidusasutustes 2020. aasta näitel]. Autorid: Jevgeni Družkov, Anton Sauh, Stanislav Grebennik, Kirill Kostev.<br />
* [http://tehisintellektfilmides.wikidot.com/blog:_start/ Tehisintellekt filmides]. Autorid: Mikk Villem, Helena Laur, Mihkel Lilienthal Marianne Pisukov.<br />
* [[Andmekaitsest ja selle olulisusest]] - Taavet Tamm, Rommi Parman, Helin Kuuskla, Kristo Laasik, Renata Muru<br />
* [[Tänapäeva trendid IT arendusmetoodikates ja -protsessides]] - Edvin Ojamets, Indrek Haavik, Lauris Heinsalu, Rene Berkmann<br />
* [[The Impact of Information Technology in the workforce]] - Kaupo Lepasepp, Jevgeni Vassiljev, Viktoria Vessener, Jekaterina Metsavas<br />
* [[Arvutimängude mõju inimese vaimsele ja füüsilisele heaolule]] - Holger Roosioja, Renar Tupits, Siim Idla, Jevgeni Tsupov<br />
* [[Aju-arvuti liides (BCI)]] - Liisa, Agu, Kristjan<br />
<br />
=== Kevad 2020 ===<br />
* [[Eetiliseks tehisintellektiks valmisoleku kujundamine]] - Kristo Kleemann, Kristel Rillo, Lilian Tomingas-Frolov, August Vinter<br />
* [[Isesõitvate sõidukite otsustusprotsessid liiklus- ja ohuolukordades ning sellega seotud eetilised aspektid. ]] - Lennart Viikmaa, Andre Liima, Andreas Post, Aleksandra Rüüberg, Tanel Rootsma<br />
* [[Biomeetrial põhineva isikutuvastuse tulevik]] - Allan Bernard, Ave Karjus, Angelika Kärber, Liis Kohal, Rauno Ellermaa<br />
* [[Teema pealkiri ehitamisel (peateema: versioonihalduskeskkonnad)]] - Karoliina Rebane, Annika Raie, Sven Petrov, Ivo Mäeoja, Tauno Rämson<br />
* [[Väledad tarkvaraarenduse mudelid]] - Magnus Teekivi, Mirjam Pajumägi, Mihkel Männa<br />
* [[ITurvalisus läbi videoanalüütika]] - Argo Sieger, Ahti Paloson, Ott Kossar, Rainis Mäemees<br />
* [[Totalitaarsete režiimide hirmud ehk Interneti tsensuur Hiina ja Venemaa näitel]] - Raul Erdel, Katre Vahtre, Hendrik Park, Mathias Nöps<br />
* [[Suunamudijate mõju noortele]] - Alvar Jõekaar, Helene Abel, Kristiina Sojunen, Maris Vaino<br />
<br />
=== Sügis 2020 ===<br />
<br />
* [[Sissejuhatus ID-kaardi baastarkvara avatud lähtekoodiga arendusele]] - Raul Metsma<br />
* [[Interneti kasutaja anonüümse tuvastuse meetodite kasutamine kaubanduslikel eesmärkidel]] - Gleb Engalychev, Artjom Ljuboženko, Paavel Makarenko, Ilja Vasilenko, Nikita Brjakilev<br />
* [[COVID-19 mõju töökultuurile]] - Marko Lindeberg, Tanel Saar, Martin Vool, Margus Laanem<br />
* [[Mis on tehisintellekt?]] - Grete-Liis Paavo, Sigrid Pihel, Kelly Roosilill, Siim Lukas Simmo, Jörgen Jõgiste<br />
*[[Infoühiskonna teenuse ja meediateenuse ebaseaduslik vastuvõtmine]] - Kristiina Melissa Jõeäär, Jan Erik Alliksaar, Kaspar Ojasalu<br />
* [[ICO wiki:IDE keskkonna kasutatavus ja kasutuskogemus]] - Roman Malõsev, Egor Mikhaylov, Grigori Senkiv<br />
* [[Turunduspsühholoogia sotsiaalmeedias]] - Julia Ruzu, Saskia Rohtla, Denis Kusherekin, Kristjan Mänd<br />
* [[Digikultuuri säilitamine]] - Mihkel Koks, Karl-Kevin Köörna, Gregor Kaljulaid, Maria Kaasik-Aaslav<br />
* [[Sotsiaalmeedia meie ümber ja selle negatiivne mõju noortele]] - Carina Ruut, Carmen Unt, Hanna-Kristella Lehtsaar, Edvin Põiklik, Robin Väli<br />
* [[Isesõitvad autod ei tuvasta(nud) musta nahavärviga inimesi]] - Rainer Aas, Ergas-Ever Kask, Kaia Kivend, Talis Petersell<br />
* [[Närvivõrgud ja programmeerimine]] - Rodion Lehmus, Aleksander Ozerov, Eric Rodionov, Konstantin Donets, Vadim Zolotarenko<br />
* [[Programmatic ehk Algoritmiline reklaamiost]] - Viktoria Mihhailova, Alec Bennoune, Aleksei Krassilnikov<br />
* [[Alternatiivsed võimalused IT alase hariduse omandamiseks]] - Merilin Veeber, Saara Denisov, Susanna Abner<br />
* [[Andmepüügi liigid ja võtted]] - Anastasia Gavrilova, Ekaterina Afanasjeva, Maria Harkina, Alisa Tarassova<br />
* [[Tumeveeb]] - Steven Teras, Paul Siht, Sebastian Magagni, Marko Paumere, Cer-Lyn Luhasaar<br />
* [[Suur Vend ja (pahade) asjade internet]] - Ragnar Kramm, Ragnar Leon Sonny Kaarneem, Kristjan Paloots, Taavi Tikkerber<br />
* [[E-spordi olemus, trendid ja tuleviku väljavaated]] - Rasmus Vahelaan, Karl Markus Kõivastik, Joonas Kaal, Magnar Markvart<br />
* [[Šifreerimismasinad]] - Mait Uusmäe, Hans Kristian Laur, Kerli Raudsepp, Anne-Mai Agukas<br />
* [[Arvutimängude areng ja mõju]] - Laada Tereštšenkova, Artjom Strelkov, Aleksandr Jefimov, Jan Solovjov, Aleks Moppel<br />
* [[Piraatlus ja striiminguteenused]] - Aimar Tuul, Andri Suga, Karl-Steven Valdmaa, Kristi Rikma<br />
* [[Internetiprivaatsusega seotud põhiprobleemid ühiskonnas]] - Regina Novikova, Renee Balent, Jan Ulrich Sütt, Kevin Mihkelson<br />
<br />
=== Kevad 2021 ===<br />
<br />
* [[Tehnoloogia kehakultuuris]] - Jass Murutalu, Rasmus Maipuu, Kristo Palo, Anneli Vorms, Sten-Markus Ratnik<br />
* [[InfoTehnoloogia Suundumised, Potentsiaal ja Eripära Aafrikas]] - Andi Angel, Jens-Kristjan Liivand, Ats Raigla, Lauri Simulman<br />
* [[Andmed on uus euro: andmete kogumine ja kasutamine tänapäeva ühiskonnas]] - Kristi Reispass, Keiti Hiiemäe-Ild, Keijo Raamat, Henri Keerutaja, Ranet Mikko<br />
* [[Mänguelementide eetiline kasutus lastele suunatud tarkvaras]] - Margot Saare, Maris Salk, Ragnar Rääsk<br />
* [[Nutilinn (Smart city) ja asjade internet (IoT)]] - Stanislav Matšel, Kirill Janson, Katrin Kornfeldt, Kristjan Lund<br />
<br />
<br />
=== Sügis 2021 ===<br />
<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Miks_kardetakse_tehisintellekti%3F Miks kardetakse tehisintellekti?] - Marjam Nesterova, Kaisa Liiv, Katre Siller, Timur Habibulin, Kristina Aprelkova<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Autonoomsed_s%C3%B5idukid_abiks_erivajadustega_inimestele Autonoomsed sõidukid abiks erivajadustega inimestele] - Joosep Mart Männik, Roma Imran Tariq, Danyil Kurbatov, Ahto Jalak, Svetlana Suhhorukova<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Masinn%C3%A4gemine_ja_selle_rakendamine_kaasaegses_maailmas Masinnägemine ja selle rakendamine kaasaegses maailmas] - Dmitri Sobolev, Leonid Peskov, Pavel Petrov<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Tumeveebi_n%C3%B5utuimad_tooted_ja_teenused Tumeveebi nõutuimad tooted ja teenused] - Vitali Logvin, Roman Mihhejev, Sergei Razguljajev, Anneli Väli<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Levinumad_operatsioonis%C3%BCsteemid_ja_nende_asutajad Levinumad operatsioonisüsteemid ja nende asutajad] - Gleb Poljakov, Roman Vilu, Romet Reino, Erik M<br />
* [[Infojagamise ohud sotsiaalmeedias]] - Maido Paalmäe, Triinu Pärnapuu, Rasmus Pidim, Karl Rikkonen<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arvutimängude_litsentsirikkumised_tänapäeval Arvutimängude litsentsirikkumised tänapäeval] - Arne Antov, Roland Kastein, Erik Johannes Keldrima, Andree Uuetoa<br />
* [[Neuralink ja ühiskond]] - Hendrik Kuhi, Ronald-Reigor Lehtsaar, Nikita Kašnikov, Ingmar Markus<br />
* [[Androidi tekkimine ja areng]] - Aleksandr Borovkov, Kristina Kavelitš, Daniel Geller, Alen Siilivask <br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Iot_omadused_ja_kasutusalad IoT omadused ja kasutusalad] - Ats Kiisa, Marek Ott<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Biomeetrilise_andmet%C3%B6%C3%B6tluse_head_ja_vead. Biomeetrilise andmetöötluse vead ja head.]Jevgenia Dõmša, Laura Reins<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_ilmumine_ja_areng_Eestis IT: ilmumine ja areng Eestis] Artjom Stepanov, Ariana Leštšuk<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Deep_Blue Deeb Blue] Markus Johan Aug, Kati Lõhmus, Getter Saar<br />
* [[Infotehnoloogilise ühiskonna apokalüpsis? - Ülemaailmne elektrikatkestus]]Triinu-Liis Vaikma, Alice Buht, Grete Eerikson, Mari-Liis Gabrel.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_m%C3%B5ju_spordile IT mõju spordile] Mathias Ranna, Karl Stefan Lill, Stenver Savi.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/User_talk:Deleva: Krüptoraha] Deniz Levasjov, Renat Aparin, Kirill Mosegov.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Esoteerilised_programmeerimiskeeled Esoteerilised programmeerimiskeeled] Dariana Aav, Gen Lee, Mikkel Paat, Taeri Saar<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Õuna_revolutsioon_-_Newtonist_Jobsini Õuna revolutsioon - Newtonist Jobsini] Darja Obuhhova, Diana Labunets, Robert Unt, Jegor Borissov, Valeri Tšernov<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Võrgusuhtluse_ajalugu,_olevik_ja_tulevik Võrgusuhtluse ajalugu, olevik ja tulevik] Anet Mitt, Tanel Loigom, Andžei Veidenbaum, Maria Bljahhina, Reio Opromei<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Tehnoloogilised_lahendused_t%C3%B6%C3%B6turul_ja_%C3%B5ppeasutuses Tehnoloogilised lahendused tööturul ja õppeasutuses] Kätlin Rajamäe, Steven Salmistu, Talis Paas, Karol-Ari Krimses, Daniel Vasser<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/L%C3%A4bi_tehnoloogia_%C3%BCliinimeseks Läbi tehnoloogia üliinimeseks?] Fred Kaur, Madrid Babajev, Aleksandra Vassilissa Garkuša, Kirill Seredjuk, Edgar Vildt <br />
<br />
<br />
=== Kevad 2022 ===<br />
<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/K%C3%BCberturvaja_t%C3%B6%C3%B6vahendid Küberturvaja töövahendid] - Jake Rahu, Triinu Viikholm, Hell Kais, Siim Hendrik Rääk, Rene Ämarik<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Biomeetrilise_autentimise_v%C3%B5lu_ja_valu Biomeetrilise autentimise võlu ja valu] - Diana Vaher, Sandra Poll, Rauno Schiff, Kaido Sõmera, Riho Kalda<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Eksoskeletid Eksoskeletid] -<br />
<br />
[[Category:ITSPEA]]<br />
[[IT_eetilised,_sotsiaalsed_ja_professionaalsed_aspektid|Tagasi ITSPEA lehele]] | [[e-ITSPEA | Tagasi e-ITSPEA lehele]]</div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=ITSPEA_wiki-kirjat%C3%B6%C3%B6de_leht&diff=141842ITSPEA wiki-kirjatööde leht2022-04-27T15:36:15Z<p>Kristjan.keskkula: /* Kevad 2022 */</p>
<hr />
<div>[[IT_eetilised,_sotsiaalsed_ja_professionaalsed_aspektid|Tagasi ITSPEA lehele]] | [[e-ITSPEA | Tagasi e-ITSPEA lehele]]<br />
<br />
See wiki-leht on mõeldud neile, kes tahavad enda [http://akadeemia.kakupesa.net/ITSPEA ITSPEA] või [[e-ITSPEA]] kirjatööd wiki kujul esitada.<br />
<br />
<br />
== Individuaalsed kirjatööd ==<br />
<br />
=== sügis 2012 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Olavi_Koplik_-_Internet_kui_kultuurin%C3%A4htus Olavi Koplik]<br />
<br />
=== sügis 2013 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Magnus_Kokk_-_L%C3%BChike_%C3%BClevaade_GNU/Linux_t%C3%B6%C3%B6lauakeskkondadest Magnus Kokk - Lühike ülevaade GNU/Linux töölauakeskkondadest]<br />
<br />
=== sügis 2015 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arti_Zirk_-_Mina_ja_Linux Arti Zirk - Mina ja Linux]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arti_Zirk_-_Syncly_MusicSync Arti Zirk - Syncly MusicSync]<br />
<br />
== Rühmatööd ==<br />
<br />
=== kevad 2017 ===<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Kr%C3%BCptoraha_roll_tuleviku%C3%BChiskonnas I026 - IT eetilised, sotsiaalsed, professionaalsed aspektid - Krüptoraha roll tulevikühiskonnas - Taivo Liik, Dmitry Lukas, Kersti Perandi, Gert Vesterberg]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Makses%C3%BCsteemide_areng_-_kas_teekond_sularahavaba_%C3%BChiskonna_poole%3F "Maksesüsteemide areng - kas teekond sularahavaba ühiskonna poole?" - Jüri Ahhundov, Erik Ehrbach, Marko Mõznikov, Egert Närep]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_valdkonna_kujutamine_kaasaja_filmikunstis "IT valdkonna kujutamine kaasaja filmikunstis" - Anna Amelkina, Kadi Koppelmann, Maie Palmeos, Marie Udam, Marilyn Võsu]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Privaatsus_internetis_kas_v%C3%B5imatu_missioon#Privaatsuse_saavutamise_t.C3.B6.C3.B6riistad"Privaatsus internetis - kas võimatu missioon?" - Aleksandra Sepp, Merike Meizner, Alvar Suun, Jaak Vaher, Andres Tambek]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Nutiseadmete_mõju_algkooliealiste_laste_arengule_"Nutiseadmete mõju algkooliealiste laste arengule" - Anni-Bessie Kitt, Jaan Koolmeister, Jan Pentshuk, Andreas Porman, Pille Ulmas]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Industry_4.0_"Industry 4.0" - Autorid: Meelis Osi, Liis Talimaa, Sander Pihelgas, Aare Taveter]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Tarkvara_tagauksed "Tarkvara tagauksed - poolt ja vastu"- Autorid: Katrin Lasberg, Marko Esna, Maile Mäesalu, Kristiina Keelmann, Madis Tammekänd]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_ja_terrorism "IT ja terrorism" - Madli Mirme, Joonas Rihma, Peeter Stamberg, Ave-Liis Saluveer]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Tarkvara_arendajate_töökoha_vahetamise_põhjused "Tarkvara arendajate töökoha vahetamise põhjused" - Andrei Pugatšov, Anton Meženin, Jekaterina Losseva, Artur Kapranov, Konstantin Dmitrijev]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/User_talk:Dtsurjum "Elektrooniline raha, olevik ja tulevik.”] - ''Dmitri Tšurjumov, Mark Selezenev, Igor Budnitski, Leonid Grigorjevski, Jakov Kanyuchka''<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Ärimudelid_muutuvas_tehnomaailmas_"Ärimudelid muutuvas tehnomaailmas" - Henri Paves, Madis Võrklaev, Rudolf Purge, Ruudi Vinter]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_X-tee_-_kodanik_kohtub_riigiga "X-tee - kodanik kohtub riigiga" - Egert Loss, Tanel Peep, Priit Rätsep, Annely Vattis, Allar Vendla ]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_E-riik_-_ohud_ja_kasu_inimeste_jaoks "E-riik - ohud ja kasu inimeste jaoks" - Filip Fjodorov, Dmitri Kiriljuk, Jevgeni Jurtšenko, Pavel Abin, Boris Brokan ]<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_-_haridus_ja_-_haritus "IT - haridus ja - haritus"] - ''Radne Kaal, Kreet Solnask, Laura Lenbaum, Jooni Soots''<br />
* [["Robootika, AI ja eetika"]] - Kädi-Kristlin Miggur, Siim Kustassoo, Teele Puusepp, Kristel Tali<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Arvutikriminalistika "Arvutikriminalistika"] - Mari-Liis Oldja, Margit Kangur, Reilika Saks, Gregor Luukas<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_Turundusest_Facebooki_n%C3%A4itel "Turundusest Facebooki näitel"] - Liis Talsi, Jana Kindlam, Tanel Vari<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/I026_-_Kevad_2017_-_IT_ettev%C3%B5tete_%C3%B5igused_ja_kohustused_isikuandmete_t%C3%B6%C3%B6tlemisel "IT ettevõtete õigused ja kohustused isikuandmete töötlemisel"] - I026 - Kevad 2017 - IT ettevõtete õigused ja kohustused isikuandmete töötlemisel - Annika Pajupuu, Juta Jaama, Ilmar Ermus, Jüri Vinnal, Martti-Heiki Must<br />
<br />
=== sügis 2017 ===<br />
* [[Eesti e-teenused: õnnestumised ja õnnetused]] - Eduard Pajumägi, Joonas Jõpiselg, Tõnis Kundla, Valeria Müürsepp, Heiki Tähis<br />
* [[Kas me kõik liigume digitaalse nomaadluse poole?]] - Allan Allmere, Veiko Aunapuu, Kristi Jõgeva, Maarja Mahlapuu, Ane Võlma<br />
* [[Facebooki kahjulik mõju inimesele]] - Annika Avingu, Mariana Lepassar, Helena Loitmaa<br />
* [[Igapäeva liiklemist lihtsustavad mobiilirakendused Eesti näitel]] - Polina Dvinskihh, Xenia Kinževskaja, Marco Sepp, Andres Kõiv<br />
* [[Võrgurobotid ja nende kasutusalad]] - Triin Mõlder, Kristin Kivimäe, Evi Abel, Kadri Tamme<br />
* [[Elektrooniline järelevalve ühiskonnas]] - Laura Närska, Alan Laaneväli, Lauri Laks, Rauno Kaldmaa<br />
* [["Avalik või privaatne pilveteenus?"]] - Kalev Kilumets, Kalev Kask, Tarmo Leemet<br />
* [[Targa maja värkvõrk]] - Margit Aus, Lii Looga, Tuuli Soodla-Tikkerbär, Tanel Tsirgu<br />
* [[GDPR ehk isikuandmete kaitse üldmäärus - andmekäitluse kultuuri muutus]] - Rainer Renn, Julia Ront<br />
* [[Identiteet internetis]] - Hedi Dorožkin, Johanna Kommer, Merike Lees, Liina Müür, Jürgen Saarniit<br />
* [[Zero UI]] - Kärt Raidmaa, Reenika East, Teedu Pedaru<br />
* [[Infotehnoloogia inimese elus - eksoskelett või vähkkasvaja?]] - Frank Tuuksam, Kert Kivaste, Martin Õunap<br />
* [[Big Data ohud ja võimalused]] - Karin Ojamäe, Ivan Petrovski, Rutmar Silde<br />
* [[Internet radikaliseerib]] - Siim Bobkov ja Marko Mandli<br />
<br />
=== Kevad 2019 ===<br />
* [[Isejuhtivad autod ning nendega seonduvad dilemmad]] - Krista Freimann, Priit Post, Aivar Mägi, Taaniel Sülla<br />
* [http://strat-it-itspeak2019.wikidot.com/ Strateegilise infotehnoloogia areng kõrgharidusasutustes 2020. aasta näitel]. Autorid: Jevgeni Družkov, Anton Sauh, Stanislav Grebennik, Kirill Kostev.<br />
* [http://tehisintellektfilmides.wikidot.com/blog:_start/ Tehisintellekt filmides]. Autorid: Mikk Villem, Helena Laur, Mihkel Lilienthal Marianne Pisukov.<br />
* [[Andmekaitsest ja selle olulisusest]] - Taavet Tamm, Rommi Parman, Helin Kuuskla, Kristo Laasik, Renata Muru<br />
* [[Tänapäeva trendid IT arendusmetoodikates ja -protsessides]] - Edvin Ojamets, Indrek Haavik, Lauris Heinsalu, Rene Berkmann<br />
* [[The Impact of Information Technology in the workforce]] - Kaupo Lepasepp, Jevgeni Vassiljev, Viktoria Vessener, Jekaterina Metsavas<br />
* [[Arvutimängude mõju inimese vaimsele ja füüsilisele heaolule]] - Holger Roosioja, Renar Tupits, Siim Idla, Jevgeni Tsupov<br />
* [[Aju-arvuti liides (BCI)]] - Liisa, Agu, Kristjan<br />
<br />
=== Kevad 2020 ===<br />
* [[Eetiliseks tehisintellektiks valmisoleku kujundamine]] - Kristo Kleemann, Kristel Rillo, Lilian Tomingas-Frolov, August Vinter<br />
* [[Isesõitvate sõidukite otsustusprotsessid liiklus- ja ohuolukordades ning sellega seotud eetilised aspektid. ]] - Lennart Viikmaa, Andre Liima, Andreas Post, Aleksandra Rüüberg, Tanel Rootsma<br />
* [[Biomeetrial põhineva isikutuvastuse tulevik]] - Allan Bernard, Ave Karjus, Angelika Kärber, Liis Kohal, Rauno Ellermaa<br />
* [[Teema pealkiri ehitamisel (peateema: versioonihalduskeskkonnad)]] - Karoliina Rebane, Annika Raie, Sven Petrov, Ivo Mäeoja, Tauno Rämson<br />
* [[Väledad tarkvaraarenduse mudelid]] - Magnus Teekivi, Mirjam Pajumägi, Mihkel Männa<br />
* [[ITurvalisus läbi videoanalüütika]] - Argo Sieger, Ahti Paloson, Ott Kossar, Rainis Mäemees<br />
* [[Totalitaarsete režiimide hirmud ehk Interneti tsensuur Hiina ja Venemaa näitel]] - Raul Erdel, Katre Vahtre, Hendrik Park, Mathias Nöps<br />
* [[Suunamudijate mõju noortele]] - Alvar Jõekaar, Helene Abel, Kristiina Sojunen, Maris Vaino<br />
<br />
=== Sügis 2020 ===<br />
<br />
* [[Sissejuhatus ID-kaardi baastarkvara avatud lähtekoodiga arendusele]] - Raul Metsma<br />
* [[Interneti kasutaja anonüümse tuvastuse meetodite kasutamine kaubanduslikel eesmärkidel]] - Gleb Engalychev, Artjom Ljuboženko, Paavel Makarenko, Ilja Vasilenko, Nikita Brjakilev<br />
* [[COVID-19 mõju töökultuurile]] - Marko Lindeberg, Tanel Saar, Martin Vool, Margus Laanem<br />
* [[Mis on tehisintellekt?]] - Grete-Liis Paavo, Sigrid Pihel, Kelly Roosilill, Siim Lukas Simmo, Jörgen Jõgiste<br />
*[[Infoühiskonna teenuse ja meediateenuse ebaseaduslik vastuvõtmine]] - Kristiina Melissa Jõeäär, Jan Erik Alliksaar, Kaspar Ojasalu<br />
* [[ICO wiki:IDE keskkonna kasutatavus ja kasutuskogemus]] - Roman Malõsev, Egor Mikhaylov, Grigori Senkiv<br />
* [[Turunduspsühholoogia sotsiaalmeedias]] - Julia Ruzu, Saskia Rohtla, Denis Kusherekin, Kristjan Mänd<br />
* [[Digikultuuri säilitamine]] - Mihkel Koks, Karl-Kevin Köörna, Gregor Kaljulaid, Maria Kaasik-Aaslav<br />
* [[Sotsiaalmeedia meie ümber ja selle negatiivne mõju noortele]] - Carina Ruut, Carmen Unt, Hanna-Kristella Lehtsaar, Edvin Põiklik, Robin Väli<br />
* [[Isesõitvad autod ei tuvasta(nud) musta nahavärviga inimesi]] - Rainer Aas, Ergas-Ever Kask, Kaia Kivend, Talis Petersell<br />
* [[Närvivõrgud ja programmeerimine]] - Rodion Lehmus, Aleksander Ozerov, Eric Rodionov, Konstantin Donets, Vadim Zolotarenko<br />
* [[Programmatic ehk Algoritmiline reklaamiost]] - Viktoria Mihhailova, Alec Bennoune, Aleksei Krassilnikov<br />
* [[Alternatiivsed võimalused IT alase hariduse omandamiseks]] - Merilin Veeber, Saara Denisov, Susanna Abner<br />
* [[Andmepüügi liigid ja võtted]] - Anastasia Gavrilova, Ekaterina Afanasjeva, Maria Harkina, Alisa Tarassova<br />
* [[Tumeveeb]] - Steven Teras, Paul Siht, Sebastian Magagni, Marko Paumere, Cer-Lyn Luhasaar<br />
* [[Suur Vend ja (pahade) asjade internet]] - Ragnar Kramm, Ragnar Leon Sonny Kaarneem, Kristjan Paloots, Taavi Tikkerber<br />
* [[E-spordi olemus, trendid ja tuleviku väljavaated]] - Rasmus Vahelaan, Karl Markus Kõivastik, Joonas Kaal, Magnar Markvart<br />
* [[Šifreerimismasinad]] - Mait Uusmäe, Hans Kristian Laur, Kerli Raudsepp, Anne-Mai Agukas<br />
* [[Arvutimängude areng ja mõju]] - Laada Tereštšenkova, Artjom Strelkov, Aleksandr Jefimov, Jan Solovjov, Aleks Moppel<br />
* [[Piraatlus ja striiminguteenused]] - Aimar Tuul, Andri Suga, Karl-Steven Valdmaa, Kristi Rikma<br />
* [[Internetiprivaatsusega seotud põhiprobleemid ühiskonnas]] - Regina Novikova, Renee Balent, Jan Ulrich Sütt, Kevin Mihkelson<br />
<br />
=== Kevad 2021 ===<br />
<br />
* [[Tehnoloogia kehakultuuris]] - Jass Murutalu, Rasmus Maipuu, Kristo Palo, Anneli Vorms, Sten-Markus Ratnik<br />
* [[InfoTehnoloogia Suundumised, Potentsiaal ja Eripära Aafrikas]] - Andi Angel, Jens-Kristjan Liivand, Ats Raigla, Lauri Simulman<br />
* [[Andmed on uus euro: andmete kogumine ja kasutamine tänapäeva ühiskonnas]] - Kristi Reispass, Keiti Hiiemäe-Ild, Keijo Raamat, Henri Keerutaja, Ranet Mikko<br />
* [[Mänguelementide eetiline kasutus lastele suunatud tarkvaras]] - Margot Saare, Maris Salk, Ragnar Rääsk<br />
* [[Nutilinn (Smart city) ja asjade internet (IoT)]] - Stanislav Matšel, Kirill Janson, Katrin Kornfeldt, Kristjan Lund<br />
<br />
<br />
=== Sügis 2021 ===<br />
<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Miks_kardetakse_tehisintellekti%3F Miks kardetakse tehisintellekti?] - Marjam Nesterova, Kaisa Liiv, Katre Siller, Timur Habibulin, Kristina Aprelkova<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Autonoomsed_s%C3%B5idukid_abiks_erivajadustega_inimestele Autonoomsed sõidukid abiks erivajadustega inimestele] - Joosep Mart Männik, Roma Imran Tariq, Danyil Kurbatov, Ahto Jalak, Svetlana Suhhorukova<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Masinn%C3%A4gemine_ja_selle_rakendamine_kaasaegses_maailmas Masinnägemine ja selle rakendamine kaasaegses maailmas] - Dmitri Sobolev, Leonid Peskov, Pavel Petrov<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Tumeveebi_n%C3%B5utuimad_tooted_ja_teenused Tumeveebi nõutuimad tooted ja teenused] - Vitali Logvin, Roman Mihhejev, Sergei Razguljajev, Anneli Väli<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Levinumad_operatsioonis%C3%BCsteemid_ja_nende_asutajad Levinumad operatsioonisüsteemid ja nende asutajad] - Gleb Poljakov, Roman Vilu, Romet Reino, Erik M<br />
* [[Infojagamise ohud sotsiaalmeedias]] - Maido Paalmäe, Triinu Pärnapuu, Rasmus Pidim, Karl Rikkonen<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Arvutimängude_litsentsirikkumised_tänapäeval Arvutimängude litsentsirikkumised tänapäeval] - Arne Antov, Roland Kastein, Erik Johannes Keldrima, Andree Uuetoa<br />
* [[Neuralink ja ühiskond]] - Hendrik Kuhi, Ronald-Reigor Lehtsaar, Nikita Kašnikov, Ingmar Markus<br />
* [[Androidi tekkimine ja areng]] - Aleksandr Borovkov, Kristina Kavelitš, Daniel Geller, Alen Siilivask <br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Iot_omadused_ja_kasutusalad IoT omadused ja kasutusalad] - Ats Kiisa, Marek Ott<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Biomeetrilise_andmet%C3%B6%C3%B6tluse_head_ja_vead. Biomeetrilise andmetöötluse vead ja head.]Jevgenia Dõmša, Laura Reins<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_ilmumine_ja_areng_Eestis IT: ilmumine ja areng Eestis] Artjom Stepanov, Ariana Leštšuk<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Deep_Blue Deeb Blue] Markus Johan Aug, Kati Lõhmus, Getter Saar<br />
* [[Infotehnoloogilise ühiskonna apokalüpsis? - Ülemaailmne elektrikatkestus]]Triinu-Liis Vaikma, Alice Buht, Grete Eerikson, Mari-Liis Gabrel.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/IT_m%C3%B5ju_spordile IT mõju spordile] Mathias Ranna, Karl Stefan Lill, Stenver Savi.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/User_talk:Deleva: Krüptoraha] Deniz Levasjov, Renat Aparin, Kirill Mosegov.<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Esoteerilised_programmeerimiskeeled Esoteerilised programmeerimiskeeled] Dariana Aav, Gen Lee, Mikkel Paat, Taeri Saar<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Õuna_revolutsioon_-_Newtonist_Jobsini Õuna revolutsioon - Newtonist Jobsini] Darja Obuhhova, Diana Labunets, Robert Unt, Jegor Borissov, Valeri Tšernov<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Võrgusuhtluse_ajalugu,_olevik_ja_tulevik Võrgusuhtluse ajalugu, olevik ja tulevik] Anet Mitt, Tanel Loigom, Andžei Veidenbaum, Maria Bljahhina, Reio Opromei<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Tehnoloogilised_lahendused_t%C3%B6%C3%B6turul_ja_%C3%B5ppeasutuses Tehnoloogilised lahendused tööturul ja õppeasutuses] Kätlin Rajamäe, Steven Salmistu, Talis Paas, Karol-Ari Krimses, Daniel Vasser<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/L%C3%A4bi_tehnoloogia_%C3%BCliinimeseks Läbi tehnoloogia üliinimeseks?] Fred Kaur, Madrid Babajev, Aleksandra Vassilissa Garkuša, Kirill Seredjuk, Edgar Vildt <br />
<br />
<br />
=== Kevad 2022 ===<br />
<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/K%C3%BCberturvaja_t%C3%B6%C3%B6vahendid Küberturvaja töövahendid] - Jake Rahu, Triinu Viikholm, Hell Kais, Siim Hendrik Rääk, Rene Ämarik<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Biomeetrilise_autentimise_v%C3%B5lu_ja_valu Biomeetrilise autentimise võlu ja valu] - Diana Vaher, Sandra Poll, Rauno Schiff, Kaido Sõmera, Riho Kalda<br />
* [https://wiki.itcollege.ee/index.php/Eksoskeletid] -<br />
<br />
[[Category:ITSPEA]]<br />
[[IT_eetilised,_sotsiaalsed_ja_professionaalsed_aspektid|Tagasi ITSPEA lehele]] | [[e-ITSPEA | Tagasi e-ITSPEA lehele]]</div>Kristjan.keskkulahttps://wiki.itcollege.ee/index.php?title=E-ITSPEA_osalejad&diff=141244E-ITSPEA osalejad2022-01-28T16:39:22Z<p>Kristjan.keskkula: </p>
<hr />
<div>[[e-ITSPEA|Tagasi kursuse esilehele]]<br />
<br />
Siia võiks kursuse toimumise ajal igaüks lisada enda pärisnime ja ajaveebi (blogi) aadressi.<br />
<br />
NBǃ Kes lisab end hiljem, palun pange end nimekirja lõppu. Kusagilt nimekirja keskelt uusi tulijaid välja kaevata on üsna tüütu. ː(<br />
<br />
<br />
Õppejõud: Kaido Kikkas, https://jora.kakupesa.net<br />
<br />
Tudengid:<br />
* Mehis Kasonen<br />
* Triinu Viikholm<br />
* Hell Kais<br />
* Kristjan Keskküla, https://peamees.wordpress.com<br />
<br />
Kursuse foorumi ja blogide RSS-vooge koondav OPML-fail ilmub siia veidi hiljem, kui osalejate nimekiri on stabiliseerunud.<br />
<br />
[[e-ITSPEA|Tagasi kursuse esilehele]]<br />
[[Category:ITSPEA]]</div>Kristjan.keskkula