Iron Man настоящето и бъдещето на екзоскелетите

Бъдеще без увреждания, хора, летящи до работа, деца, играещи истински куидич, възможност за изкачване на Еверест за всички? перспективите са спиращи дъха, нали?

Феновете на комиксите и холивудските блокбастъри за Железния човек сигурно неведнъж са си представяли себе си на мястото на Тони Старк, брилянтен самовлюбен инженер, който лети по света в своя роботизиран костюм, за да разпалва коварните суперзлодеи.

Мечтата за железен костюм обаче изобщо не е толкова далеч, колкото изглежда на пръв поглед. В близко бъдеще много американски войници ще получат нови униформи, които ще им позволят да се движат по-бързо, да носят свръхтежки оръжия и лесно да прескачат камъни и превозни средства по пътя си. Същата униформа надеждно ще ги защити от куршуми и фрагменти от бомби и гранати.

Концепцията за механизиран екзоскелет, способен значително да разшири възможностите на човешкото тяло, привлече Пентагона още в началото на 60-те години. Но едва наскоро, благодарение на мощното развитие на електронните технологии и създаването на нови материали, една фантастична идея се превърна в реалност.

През 2010 г. отбранителният изпълнител Raytheon демонстрира експериментална разработка на XOS 2. Новостта е управлявана от хора роботизирана униформа. XOS 2 лесно вдига тежести, които са 2-3 пъти физическите граници на нормален войник, без никакви усилия от страна на оператора.

Друга компания, Trek Aerospace, разработва личния авиационен самолет Springtail, екзоскелетна рамка, оборудвана с реактивен ранец, който ще позволи на човек да лети със скорост над 100 km / h и дори да кръжи във въздуха на височина от няколко хилядиметра.

Но такива технологии могат да служат не само за военни цели. В близко бъдеще много ползватели на инвалидни колички с увреждания на гръбначния стълб и гръбначния мозък ще могат буквално да стъпят на краката си и да се движат като здрави хора, благодарение на специални роботизирани костюми? ersatsu на собствените си нерви и мускули.

Първите версии на такива екзоскелети, наречени ReWalk, на стойност 150 000 долара, вече са пуснати на пазара от Argo Medical Technologies.

Какво наистина трябва да очакваме от следващите поколения механизирани екзоскелети? Ще променят ли хода на бъдещите войни или ще станат нещо обичайно в цивилния живот? С какви пречки могат да се сблъскат инженерите и дизайнерите при разработването на нови прототипи?

Като начало, нека погледнем малко назад, за да разберем къде и кога се появи тази концепция за първи път и през какви етапи премина по пътя на своето развитие.

Разширен човек: история на развитие

Още в древни времена воините носели броня, за да защитават и укрепват телата си. Но идеята за механичните мускули се появява за първи път с развитието на жанра на научната фантастика.

И още през 1961 г., две години преди създаването на първите комикси за Железния човек, Пентагонът обяви конкурс за създаване на истински униформени роботи. Американската армия се нуждаеше от "човек-танк със сервоуправление и спирачки".

Пентагонът, две години преди създаването на първите комикси за Железния човек, обяви конкурс за създаване на истински униформи на роботи.

Войникът на танка трябваше да може да се движи бързо, да повдига и носи големигравитация, както и спокойно да издържат на атаките на биологични и химически оръжия, високи температури и дори радиация.

В средата на 60-те години на миналия век инженерът от университета Корнел Нийл Мейзен действително разработи 16 кг екзоскелетна рамка, която тогавашната преса нарече „костюмът на Супермен“. С негова помощ обикновен човек би могъл да вдигне тежести до 450 кг? във всяка ръка.

В същото време компанията General Electric възнамеряваше да конструира устройство с височина 5,5 метра, което да се движи на механични крака, управлявани от оператора отвътре.

Екзоскелет на Хардиман, 1966 г

Въпреки че тези разработки не са получили практическо приложение, изследванията за създаването на екзоскелети продължават. През 80-те години на миналия век учени от Националната лаборатория в Лос Аламос разработиха дизайн за "костюм на Питман", който изцяло съдържаше войник от пехотата. Но нещата не надхвърлиха чертежите, както и за следващия проект на роботизирана униформа на Военноморската изследователска лаборатория на САЩ, напомняща повече на Железния човек.

Години наред технологията безнадеждно изоставаше от въображението на създателите на комикси. Компютрите работеха твърде бавно, енергийните батерии се изтощаваха бързо, електромеханичните мускули бяха твърде слаби, за да имитират адекватно човешки движения. Идеята за създаване на супер-войници обаче не беше само в кулоарите на Холивуд, но и в съзнанието на много генерали от Пентагона.

Учените и инженерите продължиха да разработват нови материали, компютрите станаха по-бързи и по-мощни. Технологичният прогрес най-накрая позволи на една стара мечта да поеме по пътя на реално въплъщение.

Machine Man

Едва в началото на 2000-те костюмът на Железния човек спря да изглеждафантазия. Агенцията за напреднали проекти в областта на отбраната (DARPA), най-новият технологичен инкубатор на Пентагона, получи 75 милиона долара за проекта Exoskeletons for Human Empowerment.

Плановете на военните инженери не бяха скромни. Беше необходимо да се създаде персонална униформа на робот, носейки която войникът да носи стотици килограми оборудване в продължение на няколко дни, да бъде контролиран сам с тежки оръжия, които обикновено изискват двама, за да работят. Супер войникът също трябваше да може спокойно да издърпа ранените от бойното поле върху себе си.

Екзоскелетът трябваше да направи своя оператор неуязвим за куршуми и да скача като скакалец? няколко метра височина. Не е изненадващо, че подобни планове бяха гледани с недоверие от мнозина, но въпреки това работата по суперуниформата започна.

Sarcos успя да разработи иновативна сензорна система, която усеща малки контракции на човешките мускули и ги превежда с помощта на електрически сигнали в движенията на механичен костюм. Полученият екзоскелет на XOS вече повече или по-малко отговаря на стремежите на Пентагона. Работата по механичния костюм беше продължена от Raytheon, който погълна Sarcos.

В края на миналото десетилетие японците също се включиха в създаването на екзоскелети. Cyberdyne представи костюма на робота HAL, който се управлява не от мускулните контракции на оператора, а от електрически сигнали чрез сензори, прикрепени към кожата на носещия го.

В бъдеще такъв екзоскелет ще се подчинява на всякакви умствени команди на оператора, въпреки че реалното прилагане на такава технология е все още далеч.

Съдейки по съвременните тенденции, в близко бъдеще Пентагонът ще има на разположение цялаармия от супер войници, които ще се движат със скоростта на автомобили, ще правят шеметни скокове и ще носят товари за завист на щангистите. След няколко години Железните хора ще изскочат от фантазията на създателите на комикси в живота ни.

Какво ще донесат със себе си: заплаха или сбъдването на мечтата на много поколения? Дали ни чака бъдеще, в което дори хората с увреждания ще се превърнат в супермени, или нахлуването на армия от универсални войници?