追随钢铁侠脚步:伊万·巴林金讲述了他是如何创造外骨骼的

13-05-2022 19

为了超越自己的能力,人们挑战了生物学并更快地改善他们的身体。虽然人体有很多弱点,但我们还是借助高科技成功地进行了补充。例如,外骨骼可以数倍地增加力量或为瘫痪的人们带来运动乐趣。也许最知名的外骨骼是漫威的钢铁侠,托尼·斯塔克的超能力困扰着发明家。因此机械与控制过程高等学校大四学生伊万·巴林金开始着手制造可以将人变成超人的 "盔甲«。在采访当中,伊万讲述了当他还是小学生时就对发明产生了浓厚的兴趣,哪些大学老师帮助他在这方面变得更加成熟,以及他的外骨骼如何对紧急情况部有帮助。

机械与控制过程高等学校大四学生伊万·巴林金

— 伊万,您可能知道制造外骨骼的首次试验可追溯到 1890 年代,俄罗斯自学成才的科学家尼古拉·雅格,是他发明了 «弹性体» 一种附着在人身上的弹簧结构。请大家更好的了解您—您是如何形成这种爱好的?

-我出生在布良斯克地区的一个小镇。 从小,我就喜欢医学,喜欢看埃琳娜·玛莉舍娃 《健康》的老节目,在九十年代,该节目讲述了有关人体结构的有趣事情,疾病、治疗方法以及现代医疗设备,我一直对人体内所发生的过程很感兴趣。在我4岁的时候,我得到了一本关于人类生物学的百科全书,并把它通读了一遍。当时我是一个学龄前儿童,我们被带到学校去旅行,每个老师都在那里谈论他们的题目。我被物理和化学实验所迷住了。当他们展示双铬酸铵的燃烧反应或发电机电力放电时,给我印象非常深刻。在那之后,我马上就想去读7年级,以便尽快接触到这些科学知识。

伊万·巴林金独立发明的外骨骼

— 您是如何度过在初中和高中所经历的 «漫长» 七年的学习时间的?

— 我非常喜欢数学。放学后,我组装了一个构造器或试着弄些小发明。我有很多被大人称为不实用的东西,例如烧毁的电子板、管子、弹簧、铁片,它们被存放在一个盒子里,我不断地试图从那里收集到一些东西。当我看到电子产品时,一直想知道它是如何工作的。高中时代,我最喜欢的是化学、物理和技术,在这些科目中我取得了优异的成绩。我被派去参加奥林匹克竞赛,但我没有超越市级水平。由于教育水平——这对我们只有 200 人的小学校来说是好的,但对于奥林匹克竞赛水平来说还是远远不够的。在技术课上,我没有做过经典的任务,切割锤子的把手等。我做出了第一个发明,我的老师埃琳娜·亚历山德罗夫娜把我和他们一起送到了奥林匹克竞赛上,在那里我总是能够获奖。

我 «发明» 了气步枪、电磁能高斯步枪,而我的学校发明的顶级作品是手外骨骼,为此我在区奥林匹克竞赛中获得了亚军。

俄罗斯国家统一考试的时间快到了,我不知道接下来的任务,医学还是理工科。因此,我选择了介于两者之间,我决定学习仿生学和机电一体化。前苏联老学校的老师是我的辅导员,他们为备考提供了很多帮助,让我进入了最向往的大学。

— 为什么选择圣理工这个专业?

— 当我参加了当时的应用数学与力学学院(现机械物理系)的开放日时,我爱上了这所大学。十年级的学生马克西姆·叶夫根尼耶维奇·弗罗洛夫和娜塔莉亚·尤里耶夫娜·埃尔马科娃的研究实例给我留下了深刻的印象。我特别喜欢 «机械与控制过程» 教研室,不仅从事机械工作,而且还从事管理工作。这才是关键。

— 很快该教研室就变成了高等机械与控制过程高等学校。是什么让您在那里接受培训?

— 在 «机械与控制过程» 教研室学习起初很困难,尤其是高数。我的准备水平足以通过考试,但不足以应对一年级高数。在第一门课程当中,我首先学习了复数、矩阵和其他元素。我远远落后于其他同学,我经常担心这一点。但是当物理学和理论力学开始时,我已经觉得自己如鱼得水了。首先,在 «机械与控制过程» 教研室学习是能够看到自然界中的关系,有人可能会说,感受一门科学与另外一门科学间的关系。该教研室还教会了我如何建立真实物体的数学模型,这在工程学中非常重要。

在 “机械与控制过程” 教研室学习期间,伊万学会了如何建立真实物体的数学模型

— 除了物理和理论力学外,您还喜欢其他哪些科目?

— 我有很多喜欢的科目。我喜欢由娜塔莉亚·尤里耶夫娜出色领导的材料力学。她的演讲让人通俗易懂,对于大多数人来说,这也是他们最喜欢的科目之一。安东·米罗斯拉沃维奇·克里夫佐夫的理论力学总是以幽默风趣的风格被画在黑板上,不断引起观众的笑声。阿列克谢·谢尔盖耶维奇·斯米尔诺夫的振荡理论和分析动力学,他的方法极其实用并且非常易于理解。讲座带有幽默和友好的气氛。但我最喜欢的是亚历山大·阿列克谢耶维奇·苏汉诺夫和谢尔盖·费奥多罗维奇·布尔达科夫的自动控制理论,我还没有完全弄懂。

— 在创建外骨骼时,您认为在大学所获得的知识是否对您有帮助?

— 该教研室在创建外骨骼方面发挥了主要作用。确切地说,是在这里工作的人们。自从亚历山大·康斯坦丁诺维奇·别利亚耶夫成为主管以来,"机械与控制过程" 教研室提供了许多有助于我发明的机会。我的主管阿列克谢·谢尔盖耶维奇·斯米尔诺夫一直支持我创建设备。我们经常一起讨论数学模型和设计当中需要改进的地方。他在多方面都提供了帮助,经常鼓励我。在此基础上,我们成为了朋友、成为了战友。

— 不过,我们想知道这些想法是如何产生的,如何制造外骨骼? 是什么来驱动它?

— 该想法完全是在看完电影《钢铁侠》后所产生的。对于大多数 «外骨骼» 来说,这可能是个起点。这部电影很华丽,尤其是托尼·斯塔克的服装。这是一个非常自信的人的形象,一个了解所有科学技术的天才。我记得我儿时的朋友和我讨论过,得出的结论是要好好学习数学、物理与化学。这部电影让我了解了大多数科学知识,而不仅仅是科学技术。创建外骨骼是一项多学科的工作。需要从解剖学中学习、了解到一些东西,同样需要从生物力学、电子学、力学、编程中继续学习一部分知识。

与大多数 “外骨骼” 一样,该项目的想法起源于伊万看完的《钢铁侠》电影

— 您为什么想要创造一个外骨骼,它的作用是?

— 打算创建外骨骼作为其他专业外骨骼的各种亚种基础。例如,在汽车中,根基是发动机、变速箱和动力框架,或许你已经想要一辆跑车或卡车。这也一样:首先,我们将创建一个基础,然后为不同的工作创建附加模块。外骨骼可帮助军队在强制行军、登陆、卸载肌肉骨骼系统等。帮助仓库工人减少装卸作业当中的伤害,增加装卸量。还可用于医疗目的——帮助脑瘫儿童以及成人、瘫痪者康复。即使是紧急情况部门,如果您需要快速清理瓦砾或将药品与物资运送到无法通行的地方。

-开发的周期是?

-在首个版本上花了大约一年的时间。有些慢,因为我自己通过在生产中找到一份工程师的工作来赚取经费进行开发。我独自领导该项目,发明了电子和机械。备件是根据我的图纸从我带来的材料所制成的。

-外骨骼由何种材料制成?

-由铝合金AD31制成。这不是最好的选择,但是没有融资的个人很难以小批量和最低廉的价格获得更高质量的材料。所以我们必须进行实验。

伊万独立实施该项目—他独立发明电子与机械,自己采购材料

— 您的亲朋好友们如何看待您的发明?

我的亲朋好友非常支持我的研究,他们甚至试图在经济上为我提供帮助,但被我拒绝了。他们经常一边喝茶一边倾听有关我的研究和发明的成功故事。而朋友们已经迫不及待地等着外骨骼的一切就绪,他们非常想尝试一下。我的女朋友安雅也支持我的工作,她甚至计算出我身体肢体各部的质量,这对我的研究有着很大帮助。我很感激她,因此我很爱她。

— 伊万,您准备好分享关于您的未来计划了吗?

— 在未来的工作中 ,在 «机械与控制过程» 教研室的基础上创建一个控制运动实验室,我想发展管理方向,因为这是教研室的特色!外骨骼也将在那里可以得到改进。我将继续进入一家初创公司并从投资者那里获得资金。目前我正在寻找来自我国各民间领域的合伙人。还打算测试该设计。然后,说不定第二个版本的外骨骼就会出现。幸运的是,该教研室的工作人员有兴趣改进和推广该设备。

伊万·巴林金计划将外骨骼进行商业化

— 俄罗斯外骨骼市场刚刚兴起与形成,但就目前而言,伊万,我们可以自信地说它有很大的发展空间与前景。 祝您事业顺利,谢谢您接受我们的采访。

该材料由圣理工国家生产倡议技术中心市场部编写