Нейропротез

После перелома позвоночника протезам или отключенным от мозга рукам, ногам нужен сигнал мозга. Сигналы с мозга в мышцы детектирует, усиливает, направляет в протезы (в руки, ноги) томограф. В центральных отверстиях позвонков позвоночный кабель человека - 30000 нервных волокон. Выше точки перелома позвоночника на позвонке, окружая кольцом позвоночный кабель, хирургически закреплен кольцевой томограф с 2 постоянными магнитами. Томограф поочередно фемтосекундными импульсами по конусу сканирует с углом 45° к оси позвонка нервные волокна. Сегодня фемтосекундные (10 минус 15 степени) рентгеновские импульсы получают прибором умещающимся на ладони. Через нервные волокна томограф пропускает одним импульсом 2 совмещенных тонких монохроматических рентгеновских луча. Частоты обоих лучей отличаются. В биении 2 монохроматических рентгеновских частот полученная синтезированная частота (разность 2 частот) электромагнитных волн ничем не отличается от обычной электромагнитной волны такой же частоты. Поэтому электромагнитные процессы в нервном волокне, в полупроводниковом приёмнике томографа работают также, как если бы на них действовала не синтезированная, а реальная частота. Синтезированная частота по энергии совпадает с энергией перехода электрона щелочного метала в нервном волокне с внутреннего энергетического уровня атома на внешний. Получив энергию от синтезированной частоты электрон переходит с внутреннего уровня на внешний. Отняв эту энергию у синтезированной частоты. По этой потере энергии матрица полупроводниковых приёмников томографа строит электрическую 2D-карту распределения электрического заряда в нервных волокнах позвоночного кабеля. Возвращение возбужденного электрона с внешнего энергетического уровня атома на предыдущий нижний происходит во время паузы между рентгеновскими импульсами томографа. Используются несколько синтезированных частот для создания электрической 2D-карты сечения позвоночного кабеля. Электрический потенциал (0,1-1,5V) нервного волокна томограф находит через магнитооптические эффекты. Например: эффект Зеемана, эффект Фарадея, эффект Коттона-Мутона, эффект Ханле, эффект Фохта. Или биениями синтезируются резонансные частоты нервного волокна, на которых наиболее велики электрооптические эффекты: эффект Штарка, электрический эффект Керра, электрический эффект Поккельса, стрикционный эффект. При детектировании электросигнала мозга через электрооптические эффекты, нервные волокна электрически поляризуют высоковольтные изолированные кольцевые электроды сверху, снизу томографического позвонка. Появление в нервном волокне потенциала электросигнала мозга меняет резонансные частоты электронных оболочек атомов для магнитооптических эффектов в нервном волокне. Совпадение резонансной частоты магнитооптического эффекта с синтезированной частотой мгновенно отмечает на электрической 2D-карте сечения позвоночного кабеля матрица полупроводниковых приёмников томографа. Напряжение в нервном волокне томограф определяет по скорости нарастания электрического потенциала нервного волокна. Сигнал, отправляемый мозгом в одну мышцу, представляет собой серию колебаний напряжения (потенциала) нервного волокна. Полученная из нервного волокна томографом серия колебаний напряжения преобразуется в управляющий сигнал привода соответствующего троса протеза. Томограф поочередно сканируя нервные волокна позвоночного кабеля поочередно соединяет их электрические потенциалы с соответствующими каналами управления протезами или ногами, руками. Протезированный человек, через ноутбук подключенный к компьютеру протеза, выбирает зависимость графика усиления сигнала каждого нервного волокна от внутренних параметров тела, от внешних условий. Выбирает уровень приоритета каждой группы сигнальных каналов. Сигналы нервных волокон томографом передаются к протезу с 3-кратным дублированием: 3 однопроводных (провод-2 тело человека) канала. На 600 мышц передают управляющие импульсы 600 (минус число мышц выше томографа) нервных волокон позвоночного кабеля. Остальные нервные волокна передают сигналы отклонения от нормы внутренних органов, сигналы расширения, сужения кровеносных, лимфатических сосудов, сигналы от датчиков давления, сдвига, температуры кожи. Функцию - датчик скольжения симулирует софт кевларовой робокожи протеза по направлению перемещения фазы пиков сигнала датчиков давления, сдвига.              Для передачи ответного сигнала от робокожи, от внутренних органов в мозг используется срыв электронов с внешних энергетических уровней атомов щелочных металлов в нервном волокне. Сфокусированная в одной точке одного нервного волокна синтезированная частота томографа срывает внешний электрон атома щелочного металла нервного волокна. Сорванные электроны становятся свободным электронным газом, создавая отрицательный потенциал нервного волокна. Потенциал нервное волокно передает мозгу как ответный сигнал робокожи протеза, или кожи рук (ног), или внутренних органов. Передача тактильной информации с робокожи протеза на вход нервного волокна позвоночного кабеля делает протезы неотличимыми от обычных рук, ног. Робокожа снимает 3D-тактилку, если под робокожей упругий материал. А под упругим материалом ещё одна робокожа (3-слойная робокожа).               Мозг человека по напряжению ответного сигнала позвоночного кабеля находит в таблицы решений число - значение электрической емкости группы параллельно соединенных нейронов-генераторов силового управляющего импульса. Они генерируют последовательность импульсов мышцы. Мышца срабатывает от скорости изменения напряжения. Импульсы напряжения включают мышцы только до 700Hz. Потерян сигнал нерва: стандартное движение мышцей облегчает софту поиск нервного волокна.               Сигналы протезу можно получить подключив золотые электроды к волокнам позвоночного кабеля. Можно подключить до 100 каналов. Софт протеза алгоритмами из 100 каналов получит 200-300.              Безинерционный беззазорный привод протеза – постоянно вращающийся маховик – труба на которую напресованы с натягом диски с обмоткой. Диски собраны с листов трансформаторной стали. На маховика дисках, покрытых твердой смазкой, снаружи с зазором скользят шкив-муфты с постоянными магнитами. Шкив-муфты могут провернуться только на 340° с возвратом. Меняя частоту короткого замыкания обмотки диска 2 (переменный ток) транзисторами компьютер плавно управляет электромагнитным скольжением 0-98% «маховик — шкив-муфта». 2 транзистора за наносекунды, коротко замыкают, размыкают обмотку. Наводимый постоянными магнитами шкив-муфты в движущейся обмотке маховика ток индукции создаёт индуцированное магнитное поле обмотки. Поле обмотки диска маховика цепляется за магнитное поле постоянных магнитов шкив-муфты. Это изобретенная мной безинерционная наносекундная транзисторная муфта сцепления. Включается за наносекунды. У каждой пары транзисторов маховика свой колебательный контур, своя несущая частота сигнала управления с коаксиального (защита от электромагнитных наводок) сигнального кабеля. Несущие частоты каналов управления транзисторами подает в маховик вращающийся трансформатор. Он выводит рекуперированную транзисторной муфтой электроэнергию в сеть протеза. Его дублирует инфракрасная линия управления транзисторами. Маховик в роликоподшипниках диаметром больше маховика. Осевые нагрузки маховика держат пересекающие его углом 90° 2 цилиндрических роликоподшипника. Оба роликоподшипника противоположно вращаются в общей оси между 2 разного диаметра противостоящими дисками маховика в их торцевых дорожках. Вращающийся с маховиком корректирующий привод прогрессивной подвеской жмет диск (в шлицах) меньшего диаметра к роликоподшипнику, убирая все зазоры для бесшумности. Параллельно маховику расположен неподвижный силовой вал-труба. В силовом валу в индивидуальных роликоподшипниках кулачковые кольца. Кулачковое кольцо - это шкив, в выступающей вбок левой части которого отфрезерован спиральный кулачок. Верхняя точка спирали кулачка совпадает с диаметром шкива. Угол подъема спирали постоянный. При повороте кулачкового кольца в его спиральном кулачке перекатывается колесо в роликоподшипниках неподвижной оси качающегося рычага. Пружинный прижим колеса к кулачку. Другой конец качающегося рычага - полуцилиндрический профиль перекатывается в вогнутом полуцилиндрическом профиле. Вращение шкив-муфты маховика 2 троса передают кулачковому кольцу, поворачивая его только на 340° с возвратом. Кулачковое кольцо спиральным кулачком толкает по радиусу колесо качающегося рычага. Качающийся рычаг тянет трос протеза. В локте протеза (кисти) перпендикулярно ему стоят маховик, силовой вал, 7 кулачковых колец. 7 кулачковых колец 7 тросами управляют полнофункциональной (3 пальца) кистью руки.

 

http://2045.ru/forum/36/3416/

В последнее время учёные стараются разрабатывать экзоскелеты, которые будут полезны в реабилитации и смогут вернуть пациентам (в том числе и инвалидам) возможность нормально двигаться. Основная проблема заключается в том, что большинство экзоскелетов изготовлены из жёстких и малоподвижных материалов, что само по себе сковывает движения и уступает по манёвренности здоровым частям тела. Команда американских учёных разработала "мягкий" экзоскелет, конструкция которого копирует мышцы, сухожилия и связки человеческого организма.

Ортопедическое устройство было создано благодаря сотрудничеству исследователей из университета Карнеги-Меллон (Carnegie Mellon University), Гарвардского университета (Harvard University), университета Южной Калифорнии (University of Southern California), Массачусетского технологического института (MIT) и разработчика носимых датчиков BioScience. Оно включает в себя гибкие искусственные мышцы, лёгкие сенсорные датчики и управляющее программное обеспечение. Изготовлен аппарат из мягкого эластичного полимера.

В настоящее время прототип можно носить лишь на нижней части ноги, биологическая структура которой кропотливо воспроизведена в устройстве. Три его цилиндрических искусственных мышцы соответствуют мышцам передней части голени, и одна – задней. Искусственные сухожилия (стальные кабели) протянуты от концов этих мышц вниз к стопе и служат для перемещения лодыжки.

Обратная связь обеспечивается с помощью гиперупругих тензометрических датчиков, расположенных на верхней и боковой части лодыжки. Каждый датчик состоит из резинового пласта, содержащего микроканалы, заполненные жидким проводником из металлического сплава. Форма этих каналов изменяется, когда эластичный материал растягивается или сжимается, тем самым изменяя электрическое сопротивление металла. Когда изменение сопротивления зарегистрировано, программное обеспечение может установить положение голеностопного сустава.

Подвижность обеспечивается благодаря гибким материалам, но гибкость представляет определённую проблему: такое устройство гораздо тяжелее контролировать, чем экзоскелет из привычных жёстких материалов. Поэтому и датчики здесь должны быть чувствительнее, и способы контроля более точными.

Лабораторные тесты показали, что устройство в состоянии передвигать лодыжками испытуемых в достаточном для нормальной ходьбы 27-градусном диапазоне движения.

В настоящий момент учёные пытаются усовершенствовать конструкцию так, чтобы пациентам с реальными проблемами подвижности было удобнее носить аппарат. Кроме того, изобретателям ещё предстоит убедиться в безопасности устройства. Ведь малейшее нарушение в работе устройства может привести к тому, что человек упадёт.

Хотя нынешняя версия "экзоскелета" предназначена для использования людьми с нарушениями подвижности стопы и голеностопного сустава, разработчики в дальнейшем планируют использовать свои аппараты и в других областях, например, для улучшения подвижности суставов рук.

Подробнее о прототипе рассказывает статья, вышедшая в журнале Bioinspiration & Biomimetics.

Видео: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=IbXRiTbuDvY

Киберкостюм виртуальной реальности. Управление аватаром.

Как достичь полного участия в 3D-игровых сайтах?

Домашним киберкостюмом (система телеприсутствия, теледроид, теледубль, телеаватар, система аватар) виртуальной реальности: экзоскелетный интерфейс управления аватаром виртуальной реальности, реальным андроидом.

Киберкостюм: экзоскелет в 3D-кардане с приводами, датчиками углов + кибершлем с 3D-картинкой, 3D-звуком.

Карданные оси пересекаются в районе пупка пользователя.

Двусторонняя тактильная отрицательная обратная связь «человек-аватар» датчиками углов, приводами вращает человека в 3 осях кардана, балансируя его вес в 3 осях перемещением рычажных противовесов.

Софт подкрутками карданных осей держит углы карданных осей не меньше 45°, не допуская блокирования 3D-кардана, экономя энергию угловых ускорений.

Аналог-система полвека работала в гироскопах ядерных ракет до появления лазерных гироскопов на инфракрасных биениях оптических частот.

Человек жмет пропорциональные тензометрические датчики силы экзоскелетов рук, ног человека: датчики, включая свой привод, убегают (обнуляя силу) от силы человека, попутно двигая пальцами, руками, ногами аватара, андроида.

Внешняя сила приводами экзоскелетов рук, ног человека управляет им, если виртуальная внешняя сила аватара больше силы человека. Внешняя сила приводами экзоскелетов рук, ног человека управляет им, если сила человека в установленном масштабе меньше силы в тросах (датчики) андроида. Это двухсторонняя тактильная отрицательная обратная связь через провода, оптоволокно, радиолинию. Управление приводом киберкостюма в однодатчиковом режиме: привод силу тензодатчика держит постоянной, 2-й тензодатчик в обратном движении не нужен. Однодатчиковый режим чаще работает на систему постоянной диагностики всех тензодатчиков киберкостюма. При росте силы тензодатчика сгибателя руки (ноги) сила тензодатчика разгибателя должна обнулиться или стать постоянной малой величиной. Нет: отказал тензодатчик разгибателя. Аналогично диагностика тензодатчика сгибателя при росте силы тензодатчика разгибателя. Диагностику пар тензодатчиков софт проверяет по сигналам других датчиков. При отказе тензодатчика в кибершлеме высвечивается схема киберкостюма с мигающим красным цветом в отказавшем тензодатчике. Работающие тензодатчики обозначены синим (зеленым: выбор пользователя) цветом. Отказал режим «2 датчика»: привод автоматически переключится в однодатчиковый режим. Управление приводом киберкостюма в режиме «2 датчика»: разность сил пары тензодатчиков «сгибатель — разгибатель» включает привод. При малой разности сил пары тензодатчиков «сгибатель — разгибатель» колебания гасит таблица решений «разность сил — задержка привода»: меньше разность сил — больше задержка привода. Пользователь ставит диапазон приоритета дозировки силы тактильной матрицы ладони андроида: работа с хрупкими, непрочными предметами. Диапазон превышен: приоритет уходит в канал «сила в тросах». Двухстороннюю тактильную отрицательную обратную связь по проводам, оптоволокну в авиации называют адаптивным электродистанционным управлением (хаптика): в истребителе Т-50 приводы правого джойстика кресла моментами, частотами, вектором вибрации дают, по выборному масштабу, алгоритму, руке летчика вектор и величину сил воздушного потока стабилизаторов, воздушного руля. Двухсторонняя отрицательная обратная связь соединяет части-А-В машины двумя каналами связи + 2 привода + 2 датчика угла (перемещения) + 2 датчика силы. Канал-1 сравнивает углы (перемещение) датчика части-А, датчика части-В. Канал-2 выравнивает цифры датчиков углов, сил двигая приводом часть машины, где меньше сила. Без датчиков силы двухсторонняя отрицательная обратная связь работает, но больше расход энергии, амплитуда паразитных колебаний, нет стабильности захвата, прижима. Датчики (угла, силы) зажимов пальцев, рук, ног, туловища соединят киберкостюм с аватаром или андроидом двухсторонней силовой отрицательной обратной связью. Инфракрасные датчики расстояния в шарнирах экзоскелетов рук, ног киберкостюма выполнят калибровку их координат. Мал трафик Интернета: датчики сил ног, туловища отключатся — часто не нужны. Экзоскелетам рук человека, рукам андроида нужны датчики силы для дозирования силы удержания (прижима) груза. Иначе от совпадения углов обратной связи упадет груз из рук, рука раздавит хрупкий, непрочный груз. Техника безопасности требует датчики силы туловища, ног, рук в исполнении киберкостюмами (командировка) супружеских обязанностей. Датчики перемещения 40 тросов в зажимах пальцев, рук, ног дают аватару (андроиду) углы суставов человека. Датчики киберкостюма 4-кратно дублированы. Софт мгновенно диагностирует (голосование каналов) дублированные датчики прозвонкой входов, выходов. Тросы киберкостюма высокомодульные (не пружинят) с высокой скоростью звука, чтоб привод работал быстрее, экономичнее. Сдвиг фаз обратной связи корректируют таблицы решений «сила троса — сдвиг фазы». Упругие деформации тросов стабилизирует автомат постоянного натяжения. Зажимы пальцев, рук, ног, туловища дают человеку силы действующие на аватара (андроида). При задержке обратной связи софт андроида (аватара) держит его равновесие, дистанцию (по телекамерам) до объектов. Задержка обратной связи: сумма времени реакции датчика + время прохождения сигнала в линии связи + время аппаратной обработки сигнала обеими сторонами + время реакции привода. Время реакции привода в тысячную долю секунды имеет транзисторный привод: 2 транзисторные муфты сцепления в 2 противоположно вращающихся с постоянной скоростью маховиках. Маховик-1 через редуктор-1 тянет трос сгибателя руки. Маховик-2 через редуктор-2 тянет трос разгибателя руки. Транзисторная муфта сцепления: статор из постоянных магнитов + ротор с 3-фазной обмоткой. Транзисторы, коротко замыкая обмотки ротора, индуцированным в них электромагнитным полем сцепляют ротор со статором за тысячную долю секунды. Меняя частоту, период короткого замыкания обмоток софт плавно управляет 1-100% пробуксовкой (скольжением) сцепления. У разомкнутых обмоток ротора нет электромагнитного сцепления с статором. Софт соединяя маховик-1 с редуктор-1 транзисторной муфтой-1 или маховик-2 с редуктор-2 транзисторной муфтой-2 дает силу, скорость, точность экзоскелетов рук, ног киберкостюма (рук, ног андроида) лучше рук, ног любого человека. Вес вращающегося маховик-ротора (статор с магнитами в разы легче) транзисторной муфты, не входит в ускоряемые приводом массы: быстродействие привода «маховик + муфта сцепления» в разы больше электродвигателя. Чем быстрее вращается маховик, тем больше закон-2 Ньютона, закон электромагнитной индукции помогают нарастить момент, мощность на выходе транзисторной муфты сцепления. Для разгоняющегося электродвигателя все наоборот.                Колебания сигнала датчиков силы экзоскелетов рук, ног киберкостюма (рук, ног андроида) частотой больше 2Гц софт считает упругими паразитными колебаниями, гасит (транзисторной муфтой сцепления) противофазными сигналами датчиков силы выходных валов привода по таблице решений.              Наклон человека вбок симулирует боковое ускорение, наклон вперед торможение, наклон назад ускорение. Ускорения, силу симулирует 3D-вибратор колебаниями с резким ростом силы в её направлении, медленным спаданием. Финская фирма Senseg создала активно-тактильный экран смартфона. Прозрачные квадратные пластинки пьезокристаллов наклеены на прозрачный экран. Пьезокристаллы нарезаны тонкими одинаковыми пластинками с углом 45° к продольной оси кристаллической решётки. Даем напряжение в прозрачные электроды: вектор движения поверхности пластинки направлен углом 45° к поверхности экрана смартфона. Активно-тактильный пиксель экрана: 4 пластинки. Векторы движения поверхности активно-тактильного пикселя расходятся от центра пикселя по диагоналям углом 45° к плоскости. Вибрация в палец по диагоналям пикселя углом 45° к поверхности экрана. Софт активно-тактильных пикселей симулирует ощущение разной формы, фактуры, трения, температуры поверхности контакта с кожей человека. Палец двигаем в направлении движения тактильных пикселей — экран скользкий, против движения — шершавый. Давление на кожу софт симулирует резким ростом, медленным спаданием напряжения электродов пластинки. Рельеф поверхности симулирует и обратная электровибрация: резко нарастающее, медленно спадающее пульсирующее напряжение электрода кожа ощущает как выпуклость. Медленно нарастающее, быстро спадающее пульсирующее напряжение кожа ощущает как вогнутость. Активно-тактильные пиксели в надувных зажимах пальцев, рук, ног, туловища киберкостюма симулируют нагрев ростом ультразвуковой частоты вибрации магнитострикционных или пьезокристалических колец в волокнах ткани зажимов киберкостюма. Холод симулирует эффект Пелтье (до 70°C ниже среды) в пересечениях волокон с двумя полупроводниковыми (и 2 медных) покрытиями в ткани зажимов киберкостюма. Надувные зажимы: камера-1 внутри внешней камеры-2. Камера-1 регулирует силу зажима зажимной камеры. Внешняя камера-2 регулирует расход кондиционируемого воздуха (давление до 3атм) системы вентиляции зажимов. Камера-2 имеет множество отверстий кондиционируемого воздуха. Воздух крутит турбины привода (винт – гайка) регулировки длины зажимов. Человек сев в седло киберкостюма жмет зеленую кнопку: его зажмут зажимы, саморегулируясь по длине по сигналам тензодатчиков силы в зажимах. Привод на голову опустит кибершлем дополненной (виртуальной) реальности: за полупрозрачным сферическим 3D-экраном невидимо человеку 128 ламп (ракурсы подсветки софтом по сценарию, по датчикам), 128 телекамер обратной связи дают взаимным ракурсом 3D-картинку лица человека в киберкостюме. 3D-экран, телекамеры обратной связи, лампы работают импульсно, раздельно во времени. Радиус 3D-экрана 30см чтоб экзоскелеты рук не лезли в картинку виртуальной реальности. В 3D-экране вырезы для головы, плеч. Чтоб линии обратной связи не гнать 200кадров/сек из-за задержки «наклон головы — смена картинки», кибершлем неподвижно фиксируется в зажимной раме туловища: можно 7-10кадров/сек в медленной картинке. Пленоптические (матрица линз. чисто программная фокусировка) телекамеры андроида дают видеосигнал уже сфокусированный софтом на 100% глубины резкости на объектах: управление фокусом не нужно. Исходное освещение картинки от калиброванного датчика кибершлема. Центр 3D-экрана в центре отрезка, соединяющего зрачки глаз: стандарт центра координат XYZ киберкостюма. У андроида на лице дисплей в котором видно лицо его оператора.               Алгоритм «скорость — точность» по ускорению, силе человека меняет диапазон рассогласования углов рук, ног «человек – аватар», «человек – андроид». Диапазон рассогласования углов мал: аватар (андроид) точный в движениях, диапазон больше — андроид (аватар) быстрее, сильнее. Для разминирования, хирургических операций, точной работы ручными инструментами андроиду нужны: малый диапазон рассогласования углов, чувствительность (малое, отрицательное усиление) к малым весам. Управление крупногабаритными манипуляторами: мал диапазон рассогласования углов, больше точность датчиков углов, силы. Раздельный по координатам XYZ выбор пользователем графика усиления приводов андроида.

Тяжелый груз: усиление в вертикали вверх больше, чем в вертикали вниз, в горизонтали. Прогрессивно-пропорциональное усиление безопасно окружающим, точно дозирует малую силу, поднимает тяжелый груз: андроид поднимет до 4кг: пропорциональное усиление 1, десятки килограммов: усиление 2-5. Больше вес: больше усиление. Не сломаешь самолет, устанавливая андроидом ракеты при бомбежке. Вес тяжелого груза уточнят стандартные частоты вибраторов зажимных рам ладоней. Эквалайзер вибраций фильтрует частоты вибраций, ударные ускорения пальцев, рук, ног, туловища. В туловище андроида 4 3D-датчика ускорений, угловых ускорений (гиростабилизация телекамер).               Не идут в пол жилища вибрация, моменты карданных осей: каждую ось крутят 2 электромотор-маховика. Софт дает сонаправленность моментов электромотор-маховиков при разгоне, торможении перекачкой энергии между ними в режиме 3-фазных транзисторных муфт. Энергия торможения карданной оси регенерируется, разгоняет другие оси. Нет трения, нагрева — этот процесс может повторяться в обоих направлениях вечно без дополнительной энергии. Софт перекачивает энергию между 6 электромотор-маховиками карданных осей, плавно компенсируя потери электромотор-маховиков энергией с розетки.

Интернет-трафик:

1: канал видео. Сжатая 3D-картинка: 1Мб/сек.   

2: канал силовой обратной связи делится: канал углов, канал гироскопа, канал силы. Больше угловое ускорение экзоскелетов рук, ног — больше частота (разная у членов тела, установит пользователь) углового сканирования, трафик. Углы шарниров пальцев, рук, ног: 1 раз в 0,02сек. 75б/сек на передачу угла. Углы силового канала передают 40 тросов (датчик перемещения троса). С периодом дискретизации 0,02сек получаем 3Кб/сек на углы по перемещению 40 тросов + 3Кб/сек на силы в 40 тросах. Канал углов учитывает удлинение тросов под нагрузкой по таблицам решений. Канал гироскопа: 3 угла кардана, период дискретизации 0,02сек — 19б/сек. Трафик силового канала киберкостюма 6,019Кб/сек.  

3: канал ускорений туловища: 6 цифр, период дискретизации 0,02сек — 38б/сек.   

4: канал тактильный.

Тактильный канал кисти: 5000 тактильных пикселей ладони, 8 уровней давления, период дискретизации 0,05сек — 75Кб/сек обе кисти.

Тактильный канал ступни: 500 тактильных пикселей, 8 уровней давления, период дискретизации 0,05сек — 7,5Кб/сек обе ступни. Тактильный канал остальной поверхности тела 1-2Мб/сек.

Номерной приоритетный список тактильных участков: экономим трафик – отключим участки с большим номером, затем номера поменьше. Сжатый быстрыми алгоритмами трафик киберкостюма 1-2Мб/сек: увеличен период дискретизации медленно меняющихся цифр, вместо расшифровки имён в начале серии каналов указаны номера периода дискретизации, варианта вырезки каналов с не меняющимися цифрами. Киберкостюм работает на 1-2Мб/сек в мобильном интернете с движущегося автомобиля.

Задержка цифр, мало трафика: прогноз цифр по угловому ускорению, скорости роста силы заранее отработают приводы, больше (выбор) сжатие тактильного и видеоканала. Трафик игровых киберкостюмных сайтов не зависит от числа (неограничено) игроков.            

Датчик силы: в каждом тросе на 1см пьезоизлучатель углом 90° к оси троса пропускает ультразвук (гиперзвук) на 4 частотах стандартной амплитудой. Сила в тросе: по отношению амплитуд (таблицы решений) 4 частот пьезоприемников. Сила растет — энергия процентно переходит в высокие частоты + рост затухания частот. Скорость, перемещение троса: по доплеровскому смещению частот. Вариант 2: колебания в трос углом 45° к оси троса: больше отношение скоростей поперечной, продольной ультразвуковых волн — больше сила.            

Шаг к киберкостюму: экзоскелет ладони ExoHand от Festo, экзоскелет руки Phantom с силовой обратной связью от SensAble Technologics.              

Владелец киберкостюма Законом обязан использовать зарегистрированную систему криптозащиты обратной связи «киберкостюм — андроид». У каждой команды псевдослучайный номер, метки начала, окончания кода команды. В следующей команде другие номер, шифр. Длина команды ограничена стандартным числом символов, импульсов. После чего без правильного номера или команд «псевдослучайные номера» новая команда не выполняется. Команды не выполняются без идентификации меток начала, конца команды. Ответ: неверный шифр, повторить.

Тариф киберкостюмных андроидов: по времени суток, по территории отведенной властями.

Ответственность по Уголовному Кодексу: выход за пределы территории, незаконное управление, подделка идентификации, использование прокси-сервера, госпароля, киберкостюмное убийство, телесное повреждение установкой опасных ускорений, сил, углов в киберкостюме, использование электромагнитных помех, сверхярких световых свеч. Андроиды законом снабжены известным МВД, Контрразведке, Разведке территориальным госпаролем выключения. Радиоканал полицейских андроидов дублирован стационарными, мобильными средствами узконаправленной гиростабилизированной лазерной связи на случай помех. Уголковый отражатель в спине андроида, модулируя отражение пришедшего лазерного луча, отправляет сигнал в киберкостюм. Вращение вектора поляризации лазерного луча шифром меняют обе стороны связи.             

Киберкостюм в кино: «Газонокосильщик», «Газонокосильщик 2» (лучшие кадры), «Суррогаты», «Аватар», «Тихоокеанский рубеж», «Беглецы компьютерных сетей», «Торговец сном» — каждые 4 года новый фильм. 1969г: Гарри Гаррисон «Древо жизни»: обучение в киберкостюмном классе школы. 1987г: Станислав Лем «Мир на Земле»: киберкостюмное управление андроидами в колонизации планет, в шахтах, в спасательных службах.

Домашними детскими куклами-андроидами всех размеров в беспроводном интернете управляют актёры (платно), волонтёры.

Киберкостюмное обучение всем профессиям.

Экономия топлива транспорта.

В киберкостюмном сайте участие в образовательном или игровом 3D-мультфильме.

Дистанционная высококвалифицированная работа в любой точке планеты, в АЭС, в опасных производствах, хирургические операции в районе катастрофы, военных действий.

Снабжаемый энергией рентгеновскими, террагерцовыми лучами, ультразвуком, перемещаемый в кровеносных сосудах сфокусированным внешним магнитным полем микроскопический андроид-хирург выполнит операцию удаления тромба, раковой опухоли, другие операции; отправит радиосообщения (длинную гибкую антенну закрепит винт в стенке сосуда) о физико-химических параметрах опухоли, введет в неё радиоактивную инъекцию; корректирует наращивание из стволовых клеток разорванных нервных волокон в позвоночнике после его перелома...

Человек жмёт красную кнопку: киберкостюм фиксируется вертикально, разжимаются зажимы, кибершлем освобождает проход.

Инвалидам софт киберкостюма моделирует руки, ноги по движениям плеч, рук, туловища, головы, век, зрачков, челюсти, от кибершлема-энцефалографа. Андроид повернет ногами в сторону большего размаха руки, туловища, головы, ресницы.

Подключась интернетом к андроидам соцслужб инвалиды выполнят работу, посетят ВУЗы, театры... Киберкостюмом дизайнер (скульптор) создает дизайн андроида, автомобиля, мотоцикла, скульптуры... Его виртуальную мастерскую посещают в киберкостюме слепые, зрячие в Интернете.

Найдя в глубине 5,6км своих территориальных вод крупное месторождение редкоземельных металлов Япония приняла госпрограмму освоения ресурсов морского дна: редкоземельные металлы, гидрат метана, нефть, газ…. С аналогичным планом правительство России на международном уровне закрепило за Россией природные ресурсы дна Северного ледовитого океана.

21век: японские рабочие, инженеры домашними киберкостюмами с сайта глубоководного предприятия одновременно управляют сотнями андроид-водолазами (1-2Мбит/сек каждый) оптоволоконным электрокабелем с берега. Сотни розеток (2V) зарядки аккумуляторов андроидов. Андроиды с лазером управляются лазерными лучами сквозь воду на 100-200м (2км — ретрансляторная связь цепочки андроидов) + ультразвуковая линия: 20Кбит/сек на 2км. Уголковый отражатель андроида, модулируя пришедший луч лазера, дает картинку, обратную связь.

Нет ограничения глубины погружения андроида: давление забортной воды деформацией стенки гибкий армированный шланг, закрытый с 1 конца, передает отсекам андроида, заполненных силиконовым маслом (диэлектрик). Сонары ультразвукового зрения под водой. Лазерно-импульсная система телекамер 3-5раз увеличит дальность зрения: лазер андроида дает сверхмощный сверхкороткий импульс-1 света длиной 4см. В полете отраженного от объекта съемки импульса-1 лазер ему просветляет путь, освещая воду светом длин волн, срывающих электроны с поглощающих свет электронных орбит молекул воды. Больше сорвано электронов с поглощающих свет электронных орбит — прозрачнее вода. Просветляющий воду лазерный импульс-2 отстает от импульса-1 на длину 6см, длится до достижения отраженным импульсом-1 расстояния 8см до стереотелекамер андроида. Стереотелекамеры включаются на 4см прихода отражённого от объекта съемки импульса-1 света. Высококачественная цветная стереокартинка: стереотелекамеры с 3 объективами на 3 цвета системы цветного телевидения в каждой телекамере. Длина волны пиксельных датчиков подогнана к спектру полосы пропускания морской воды, к материалу объектива. Подгонка материалов объективов, пиксельных датчиков дают идеальную цветную картинку.

Глубина погружения телекамер неограничена: за стеклом жидкие линзы с компенсацией перепада давлений деформацией шланга закрытого с 1 конца.             

NASA финансирует киберкостюм Project M двухсторонней силовой обратной связи с андроидом Robonaut-2 (42 степени свободы, 350 датчиков, скорость руки с 5 пальцами 17,5см/сек, сила каждого пальца 2,3кг, ширина плеч 0,78см, 150кг, 5 телекамер, 38 процессоров) для замены скафандров Международной космической станции – МКС. Андроиды снаружи МКС в зарядных (зарядка супермаховика) электрозамках. В космических мотоциклах андроиды очистят орбиты от мусора.              

Космонавт в скафандре получит смертельную дозу радиации космических лучей за 100ч работы на поверхности Луны. За 2 минуты его убьют прилетевшие (800-1200км/с) ионы водорода после сильной солнечной вспышки. Они пробивают стальную броню 1см. Летят немного других, более опасных элементов, вплоть до ядер железа. В поверхности Луны руками Robonaut-2 с киберкостюма Project M астронавты работают с защищенного от лунной пыли, космических лучей, солнечной радиации противорадиационного (5м под грунтом) города Международной лунной базы на полюсе. Киберкостюмное управление андроидом с лунной сотовой связью со станциями электрозарядки в годовой эксплуатации 1000раз дешевле (зарплата, радиационная сменность персонала) космического скафандра. Андроид 10раз легче человека в скафандре, потребляет 30раз меньше энергии.

В европейском секторе (ESA) Международной лунной базы работает от киберкостюма андроид Justin. В российском секторе андроид SAR-401 (размах рук 2м). ESA участвует в международном проекте «Теледроид»: система «киберкостюм — андроид» для ремонта, дозаправки, замены модулей спутников. Среднесуточная производительность работы космонавта в киберкостюме в 30раз больше, чем в скафандре.              

Космический андроид перемещают 2 разнесенные параллельные линии катушки (ускоритель) внешнего корпуса космического корабля. При резком нарастании, медленном уменьшении тока (режим-О) катушки наводят в проводящей оболочке андроида ток индукции. Ток индукции отталкивает андроида от катушек. При медленном нарастании, резком уменьшении тока (режим-Р) катушки токи индукции проводящего корпуса андроида притягивают его. Переключая режимы-О-Р, фазы катушек, поддерживая андроида в определенном диапазоне расстояний от обшивки корабля катушки бесконтактно быстро перемещают андроида вокруг космического корабля. По графику тока (больше амплитуда — ближе андроид. Круче передний, пологий задний фронт графика — туловище андроида ближе ног) катушки компьютер корабля определяет расстояние до андроида.             

Зеркала геостационарной орбиты Луны освещают солнечные батареи Международной лунной базы, отражают волны глобального сотового, лазерного телеуправления лунных роботов. Луна вакуумный полигон доводки космических андроидов, экзоскелетов, электронолучевых технологий, ионно-лучевых 3D-принтеров, вакуумных роботизированных технологий (полупроводники, чипы, фармацевтика, ракетное топливо, производство сверхбольших ракет, роботов...).

Ионно-лучевые 3D-принтеры массово изготавливают объекты с любым сочетанием химических элементов на молекулярном уровне. Ионные, электронные лучи на неорганических пленках уже дают линии шириной 2нм.

1991г: компьютерщик Уоррен Робинет, химик Стэн Уильямс университета Северной Каролины изготовили наноманипулятор — интерфейс дающий человеку силовую отдачу в манипуляции отдельными атомами в атомном микроскопе. Наноманипуляторы исправят ошибки ДНК при изготовлении живого клона человека с сохранением памяти (человека память электрохимическая) в ионно-лучевом 3D-принтере. Химическая 3D-карта человека в памяти ионно-лучевых 3D-принтеров. Рентгеновский 3D-сканер на частотах, синтезированных биениями рентгеновских частот, отсканирует индивидуальную химическую 3D-карту мозга человека для клонирования его памяти, сознания в ионно-лучевом 3D-принтере. Ионно-лучевые 3D-принтеры позволяют неограниченным числом клонировать людей с сохранением их памяти и сознания.

Международная лунная база создаст производственную базу космических ракет, роботов терраформирования Марса. Космические роботы бомбардируя против движения (уменьшение орбиты) Марс ледяными, кислородсодержащими, ураносодержащими астероидами, дадут Марсу моря, кислородную атмосферу, энергию.             

На орбите конструкции неограниченных энергорасхода, размеров дешево строят андроиды. С Земли дежурные операторы часовых поясов соберут андроидами-сварщиками, сборщиками на орбите космические зеркала площадью тысячи квадратных километров.

Освещающие ночью города: экономия энергии. Зеркала, отражая лазерные лучи, радиоволны, дают телеканалы, интернет вместо спутников без аппаратной задержки. На земле, орбите угловая обратная связь лазерных прицелов приводом непрерывно точно прицеливает оба лазера линии связи «киберкостюм — андроид» друг на друга. Точное прицеливание, длинная черная труба перед фотоэлементом, отсекающая все лучи кроме прицельного, делают невозможным вмешательство зарубежных спецслужб в линию обратной связи «киберкостюм — андроид». Лазерную линию связи дублирует узконаправленная радиолиния с угловой обратной связью антенн. Сегодня для раскачки колебательного контура приемника нужно 6 периодов колебаний сигнала передатчика. Обратная связь андроида передает только 4 периода на бит обратной связи: 4-периодные колебательные контуры: амплитуда периода-1 колебаний с антенны передатчика 4раз больше амплитуды периода-4. Амплитуда периодов-2-3 подгоняется экспериментально. У каждой команды обратной связи своя частота. Часть команд приемник синтезирует биениями других команд с подобранными алгоритмом функциями. Частоту для биений меняет коммутация 2 колебательных контуров передатчика. Часть команд приемник синтезируют биениями 2-х синтезированных (биениями) команд. 2-кратное синтезирование частот команд на 1/3 уменьшит число колебательных контуров передатчика, приемника обратной связи, давая готовый сигнал баланса 2-х цифр обратной связи. Прогноз сигнала обратной связи по угловым ускорениям, скорости роста силы сбросит 0,001сек задержки. Задержка сигнала обратной связи на перемещение «Земля — андроид — Земля» 0,003-0,006секунд. Задержка быстродействующей аппаратуры обратной связи 0,003сек. Итого задержка 0,005-0,008сек устроит оператора. Его реакция на задержку 0,1сек: тактовая частота (альфа-ритм мозга) опроса датчиков тела человека 10Гц. За 0,1сек мозг человека создает не только тактильный кадр и видеокадр, но и прогнозируемые на будущие 0,1сек тактильный кадр, видеокадр.              

Оборот финансов мирового рынка домашних киберкостюмов превысит оборот мирового автомобилестроения. Оборот финансов киберкостюмных сайтов превысит оборот мирового автомобилестроения. Киберкостюм пилота в герметичном отсеке: основа космического, глубоководного экзоскелета. Киберкостюм, андроид, телероботы, космические, глубоководные экзоскелеты отправят на свалку эволюции космические, глубоководные скафандры, симуляторы, тренажеры, 80% транспорта. Снизят зависимость стран от нефти, газа. Люди выходят с дома только для пеших набегов на продуктовые магазины, если не отправят андроида.              

Центрифуговый киберкостюм симулирует длительные перегрузки любого направления, силу тяжести крупной планеты, все физические, температурные, информационные перегрузки воздушного боя летчиков-истребителей, спуск космического корабля с орбиты. Радиус центрифуги больше 16м: человек не заметит вращения. В Интернете киберкостюмный чемпионат мира центрифуговых боев летчиков-истребителей. Часть перегрузок симулирует торможение, ускорение центрифуги. Торможение от замыкания в электросеть токов, наводимых постоянными магнитами концов центрифуги в 3-фазных неподвижных обмотках. Ток в обмотку: ускорение.

Киберкостюмный альпинизм на Земле, планетах по цифровым картам, параметрам (трение, твёрдость, сыпучесть, температура, теплопроводность) среды. Виртуальные путешествия в любое небесное тело Галактики.

Турсайты: андроидные путешествия в любую точку планеты, хоть в Марианскую впадину.

Киберкостюмная машина времени: участие в любом событии Истории, общение с её персонажами. Их играют актеры, волонтеры с сайтов, компьютерные симуляторы личности. Огромные рыночные перспективы у разработчиков софта симуляторов личности.

store-admin.livejournal.com/23217.html

Лжи религиозников о «вечной жизни» программисты противопоставят «цифровое бессмертие»: общение с симуляторами личности исторических, современных персонажей в своём компьютере. Киберкостюмные путешествия в виртуальное будущее, хоть в звездные войны Галактических империй. Марс: киберкостюмное управление андроидом марсианской сотовой связью с марсианской базы. Находки: собственность туриста. С центрифуговых киберкостюмов космического корабля на орбите космонавты коллективно посещают планеты с любой силой гравитацией. Технологический ресурс Венеры (вдвое ближе Марса): высокая температура + высокое давление рентабельно в горячих техпроцессах машиностроения, в 3D-принтерах. Человек андроидами разовьёт машиностроение Венеры c киберкостюмов в отелях сверхбольших дирижаблей (высота 50км). Готовые машины, роботы дирижабли поднимают вверх 50км в космодромы поддерживаемые компьютерной системой дирижаблей.             

Поисковик найдет киберкостюмного работника в любой точке планете, запишет работу в регистратор.

Вымрут гастарбайтеры, треть преступности от них.

Киберкостюмный работник не тратит топливо на поездки на работу, с работы: расход топлива на транспорт государством, человеческого топлива государством уменьшается в 5раз. Важно для экологии, военной безопасности государства.

Сигнал: киберкостюмный оператор службы охраны жилища домашним андроидом влепит в табло грабителю, вору, прикуёт наручниками к трубе отопления до приезда полиции. Для защиты от применения грабителями переносных средств радиоэлектронной борьбы управление домашним андроидом дублировано в рентгеновском, инфракрасном, ультрафиолетовом диапазоне. Попытаются грабители подавить управление андроидом переносным (20кг) рентгеновским аппаратом — оператор службы охраны жилища увеличив мощность рентгеновского управления андроидом амплитудой (андроид автоматом снизит чувствительность рентгеновских детекторов) цифрового сигнала подавит помехи аппарата грабителей. Гонку мощностей выиграет против переносной домашняя рентгеновская обратная связь, наращивая амплитуду рентгеновской обратной связи с андроидом до смертельного для грабителей уровня излучения. Аналогична защита рентгеновской обратной связи андроидной охраны военных объектов.

По массовости применения крупнейшее изобретение 20 века Интернет, 21 века киберкостюмный Интернет.            

Тканевый киберкостюм: облегающая одежда с растягивающейся ткани с матрицей электродов из сплава золота + датчики растяжения ткани + киберочки с 2 динамиками, микрофоном + 3D-пьезогироскоп, 3D-пьезоакселерометр в центре пояса сзади + компьютерный коммутатор электродов ткани киберкостюма. Входной сигнал: рельеф поверхности матрицей электродов симулирует обратная электровибрация: резко нарастающее, медленно спадающее пульсирующее напряжение электрода кожа ощущает как выпуклость. Медленно нарастающее, быстро спадающее пульсирующее напряжение кожа ощущает как вогнутость. Матрица электродов повышенными токами, напряжениями симулирует судорожным сжатием мышц силовое действие внешней среды. Выходной сигнал дают датчики растяжения ткани.            

Киберкостюм с нейроинтерфейсом: DARPA финансирует проект «Avatar»: позвоночным нейроинтерфейсом человек двусторонней обратной связью управляет боевым андроидом (аватаром) обучающего (игрового) симулятора. Позвоночный нейроинтерфейс: прямое подключение 5000 из 30000 нервных волокон (проходящих внутри позвонков) позвоночного кабеля человека к электродам верхнего коммутатора нейроинтерфейса. Нижним коммутатором (5000 электродов на 1см ниже) в каждое из 5000 нервных волокон одновременно с приходом к нему импульса мозга софт подает противофазное напряжение, отключающее от мозга мышцы своего тела. Каждый единичный выходной импульс мозга в нервном волокне противофазное напряжение нижних электродов отделяет от тела сотнями тысяч сверхкоротких импульсов по принципу: частота импульсов больше 700Гц: тело не реагирует. Противофазные напряжения нижнего коммутатора с таблицы решений «напряжение верхнего коммутатора — напряжение нижнего коммутатора». Коммутаторы синхронно подключают к напряжению верхний, нижний электроды каждого из 5000 нервных волокон. Верхние электроды 5000 нервных волокон: входные, выходные каналы обратной связи. Входные каналы обратной связи: сигналы датчиков андроида (аватара). Выходные каналы управляют приводами андроида (аватара). Нейроинтерфейс: двусторонняя обратная связь с андроидом (аватаром) через внешне незаметную террагерцовую (или Wi-Fi) антенну шейного позвонка. Монтируется операцией шейного позвонка. Обратную связь человек включает последовательностью жестов рук, выключает другой последовательностью жестов рук. Изображение: в мониторе контактной линзы или 3D-киберочки. Результат: человек лёжа неподвижно в кровати (сидя в заднем сидении автомобиля) управляет андроидом, аватаром, другим человеком, реальным живым инопланетным гуманоидом, ощущая все усилия мышц, тактильные ощущения тела как в фильме «Аватар». При управлении другим человеком или инопланетным гуманоидом их мозг парализован отключением выходных импульсов мозга от мышц тела противофазным напряжением частотой больше 700Гц. От части входных импульсов их мозг не отключен, чтобы не сошли с ума. В будущих войнах противника в лице людей или инопланетян, парализовав нейроинтерфейсом, превратят в аватаров-зомби, используют как террорист-смертников, диверсант-смертников.

В больнице Фонда Святой Люсии (Santa Lucia Foundation Hospital) проводятся клинические испытания нового экзоскелета для парализованных людей, получившего название MindWalker. Это первый в мире экзоскелет, которым можно управлять одной лишь "силой мысли".

За последние два месяца пять человек согласились попробовать на себе это изобретение. Сейчас у инженеров особенно важный период — они ждут отчёта Европейской комиссии, которая финансировала проект. Также свои деньги вложили члены консорциума из ведущих мировых университетов и компаний.

Работа над проектом длилась три года. Необходимо было не только создать работающий прототип экзоскелета, но и спроектировать конструкцию, поддерживающую вес пациента. Контроль над всеми этими устройствами должен осуществляться с помощью мозговых импульсов. Для этого на голову пациенту надевается шапочка с электродами, как для ЭЭГ-обследования. Электроды считывают сигналы головного мозга, отвечающие за движение.

Для обучения управлению экзоскелетом инженеры создали специальную программу виртуальной реальности. Это необходимо для обеспечения безопасности пациента, чтобы он успел привыкнуть к новым ощущениям.

Самый безопасный метод контроля движений экзоскелета — использование специальных очков с мерцающими светодиодами, прикреплёнными к линзам. Каждый комплект диодов излучает свет с разной длиной волны на область периферического зрения человека. Данные о свете обрабатываются нейронами затылочной коры головного мозга. Электроды фиксируют, на каком из источников света человек концентрируется: если на левом, то экзоскелет приходит в движение, если на правом — то он останавливается. И самое приятное, что всё это происходит всего за одну секунду.

Автором этой разработки является Томас Хёллингер (Thomas Hoellinger) из Свободного университета в Брюсселе (ULB).

Несмотря на все достоинства экзоскелета, разработчики всё же заметили неполадку в работе системы: когда конструкция приходит в движение, её моторы производят электрический шум в шапке для ЭЭГ, что делает невозможным считывание сигналов. Спустя всего два дня после обнаружения проблемы, исследователи определили частоту мерцания диодов, которая наименьшим образом подвержена воздействию механического шума.

Команде инженеров потребуются не менее пяти лет на доработки, прежде чем удастся выпустить коммерческую модель. Однако столь впечатляющее начало позволяет верить в том, что рано или поздно "люди с ограниченными возможностями" будут всё менее ограниченными.

"Мы собираемся сделать его более лёгким и обеспечить более плавные движения", — делится планами координатор проекта Джереми Гансет (Jeremi Gancet) из компании-партнёра Space Application Services. Сейчас конструкция весит около 33 килограммов, без учёта веса батарей. Это немного, учитывая, что он может удержать до 100 килограммов веса.

Также в планы учёных входит оптимизация очков с диодами. Ведущий автор исследования Ги Шерон (Guy Chéron) идентифицировал нейронную активность, которая отвечает за интенсивность ходьбы. Мозг подаёт сигнал приблизительно за секунду до того, как человек действительно начинает двигаться, поэтому ЭЭГ будет под силу их зафиксировать. Вероятно, можно будет даже контролировать скорость передвижения.

Отметим, что алгоритм преобразования мозговых сигналов в команды для движения экзоскелета позволит ходить не только людям с параличом конечностей, но и тем, кто не может двигать даже глазами. Одним из первых экзоскелет на себе опробовал Антонио Мелилло (Antonio Melillo), который два года назад попал в автокатастрофу, после которой у него отказали ноги. Теперь он наконец-то смог встать и пойти. "Это потрясающе — я наконец могу посмотреть людям в глаза", — делится впечатлениями Мелилло.