Рынок экзоскелетов: от медицины до горнорудного дела

Тема экзоскелетов становится с каждым днем все более актуальной, а сфера их применения широка. Из последних новостей: стартап Sarcos планирует выйти на биржу в третьем квартале 2021 года через механизм SPAC. Компанию из Юты, которая производит экзоскелеты, оценивают в 1,3 миллиарда долларов. В целом же рынок экзоскелетов, на котором будет присутствовать и разработка «Норникеля» система ExoHeaver, по различным оценкам, будет расти на 20-40% ежегодно и достигнет размера в 5-11 миллиардов долларов к 2027 году.

Sarcos оценивают так дорого не за долю на рынке (коммерческое производство начнется не раньше середины 2022 года), а за портфель ключевых патентов на системы управления электродвигателями, которые необходимы, чтобы оживить внешний скелет. Кроме того, у стартапа есть договор о сотрудничестве с авиакомпанией Delta, которая планирует использовать экзоскелеты для погрузки и разгрузки самолетов. Представители Sarcos утверждают, что с помощью их системы можно работать со стокилограммовыми грузами до восьми часов, причем вся нагрузка будет ложиться на экзоскелет, а не на его оператора. Также Sarcos получила грант в 40 миллионов долларов от Министерства обороны США на создание телеуправляемого экзоскелета для военных. Он должен появиться во второй половине 2023 года.

Экзоскелет — носимая конструкция, которая берет на себя часть нагрузки, которую обычно принимает на себя костно-мышечная система человека. Они могут быть как пассивными, то есть работать за счет пружин или противовесов, так и активными, в которых предусмотрены гидравлические, пневматические или электрические двигатели.

Сфера применения экзоскелетов очень широкая: им найдется место практически на любом производстве, на морском и наземном транспорте, при добыче полезных ископаемых, обслуживании сетей электропередачи и других ресурсных сетей, а также в строительстве. 

У «Норникеля» есть преимущество перед стартапами: компания уже запустила серийное производство экзоскелетов совместно с учеными из Юго-Западного государственного университета в Курске. И по мнению курских ученых, Россия в ближайшие годы может стать мировым лидером по применению этих систем на производстве. Интеллектуальная собственность, которая применяется при создании экзоскелетов «Норникеля», будет защищена. Уже подана заявка на полезную модель в Роспатент. 

Первая серийная партия из двадцати интеллектуальных комплексов уже построена. Они могут не только снижать мышечную нагрузку, но и уменьшают травматизм на производстве. Экзоскелеты оснащены бортовым компьютером, который следит за такими параметрами как уровень загазованности воздуха, температура, освещенность и режим работы оператора. Всё это позволит сберечь здоровье работников и деньги работодателей: по подсчетам ВНИИ охраны и экономики труда, размер прямых компенсаций в 2018 году в России превысил 116 миллиардов рублей, а с учетом потерь рабочего времени, выплат по страховым случаям и досрочных пенсий объем ущерба превышает 1,67 триллионов рублей в год.

«Норникель» будет использовать экзоскелеты, прежде всего, на собственных предприятиях. Компания вместе с университетом-партнером разработала курсы повышения квалификации, после успешного прохождения которых можно получить новую специальность: «эксплуатация промышленных экзоскелетов». В апреле этого года стартовала аналогичная программа повышения квалификации в Корпоративном Университете Норникеля в Норильске. 

Разработкой «Норникеля» заинтересовались в других российских крупных компаниях, включая «Северсталь», «Газпромнефть» и «РУСАЛ». Они провели пробные испытания экзоскелета. В том числе благодаря обратной связи из других сфер промышленности, экзоскелет улучшили: за время ведения проекта комплекс стал легче на 25%. изменилась система крепления, улучшили электроприводы. 

По оценкам Gartner, самой быстрорастущей областью применения экзоскелетов станет медицина. Средний возраст жителя Земли через тридцать лет, по оценкам ООН, вырастет с нынешних 30 до 40 лет. А в развитых странах процесс старения общества будет идти еще быстрее. Например, в Японии каждый третий житель к 2030 году будет старше 65 лет, а каждый пятый отпразднует свой 75-й день рождения. На этом фоне очень быстро будет расти спрос на медицинские экзоскелеты, которые будут компенсировать старческую атрофию мышц, улучшат точность движений при паркинсонизме и в целом помогать вести полноценный образ жизни, несмотря на преклонный возраст. Сегмент медицинских экзоскелетов будет расти на 50% в год, и к 2027 году будет составлять от 2,5 до 5,5 миллиардов долларов. 

Российский сегмент рынка экзоскелетов только формируется. Импорт зарубежной техники подпадает под ограничения, так как экзоскелеты являются продукцией двойного назначения. Кроме «Норникеля», созданием экзоскелетов занимаются компании Exorise, «Полезные роботы», «ЭкзоАтлет» и Symbionix.

Две последние нацелены на складывающийся медицинский рынок. ExoAtlet создан для реабилитации пациентов, которые по какой-либо причине с трудом могут ходить. Пациенту нужно опираться на специальные костыли, связанные с экзоскелетом. Сам аппарат может считывать нервные импульсы, которые передаются к мышцам ног и усиливать их. Приводы устройства повторяют естественные движения человека и постепенно увеличивают нагрузку на опорно-двигательный аппарат. ExoAtlet применяют не только в реабилитационных центрах России и СНГ, но и в Южной Корее. 

Экзоскелет «Компаньон» от Symbionix создан для облегчения жизни малоподвижных людей. Его можно подогнать под размеры конкретного человека: регулируется ширина и глубина таза, длина бедра и голени. Это одна из самых легких разработок на рынке, вес экзоскелета — всего 8,5 килограмм. Он выполнен из сплавов титана, что позволяет ему выдерживать пользователей весом до 120 килограмм. Экзоскелет может работать в разных режимах — ходьба, приседание, подъем по ступеням. Серийное производство «Компаньона» будет запущено в этом году в Твери, в год планируется выпускать до 500 комплексов, которые будут идти не только на российский рынок, но и на экспорт.

Вполне вероятно, что российские разработки смогут занять на мировом рынке значительную долю и потеснить ведущих игроков отрасли, на которой сейчас доминируют американские Lockheed Martin и Rewalk Robots, а также азиатские Hyundai Motor и Honda Motor.