Екзоскелети: новий вигляд піхотинця

Швидкі успіхи роботобудування дозволили реалізувати на практиці мрію деяких військових про екзоскелет, що перетворює будь-якого бійця в незламного термінатора – принаймні до тих пір, поки не скінчиться харчування. Широке впровадження екзоскелетів – по всій видимості, вже не за горами. З наступного року розпочнеться їх серійне виробництво. Ймовірно, першими і основними їхніми покупцями стануть військові.


Екзоскелети йдуть на конвеєр


Різноманітні варіанти екзоскелетів вже не раз з'являлися на публіці. Проте жоден з них не був пущений у серійне виробництво. Причини досить тривіальні: висока вартість готових «силових костюмів» і недосконалість технологій, через що екзоскелети виходили занадто громіздкими.

Найоптимальнішим з компактності, автономності та вартістю на сьогоднішній день залишався японський екзоскелет HAL-5 (Hybrid Assistive Limb), створений інженером Йошиюкі санки (Yoshiyuki Sankai) з університету міста Цукуба. Як повідомили конструктори університету, що розроблявся ними 10 років екзоскелет повністю готовий до серійного виробництва. У 2007 році перші роботізованние костюми з'являться на ринку.

Спочатку планується випустити в 2007 році 20 екзоскелетів, в 2008 – вже від 400 до 500 їх штук. Ціна на HAL-5 виявилася вищою раніше заявленої (близько $ 15 тис.) – від $ 42273 до $ 59182 в залежності від модифікацій. Однак можлива оренда екзоскелета всього за $ 600 на місяць.

Конструктивно HAL-5 являє собою класичний екзоскелет. Це полегшений механічний костюм з численними датчиками, який людина одягає на себе.

Костюм містить ряд електричних приводів, які дозволяють піднімати до ста кілограм, при цьому для людини таке навантаження виявиться непомітною – вона лягає на екзоскелет, людина надає лише «управляє» вплив. Крім підняття важких речей, екзоскелет, наприклад, допомагає полегшити життя інвалідам.

Медичний потенціал HAL-5 був продемонстрований 7 серпня 2006, коли прикутому до інвалідного крісла 43-річному японцю Сейдзі Утіда (Seiji Uchida) вдалося пройти півдорозі на вершину 4,5 кілометровій гори Брейтгорн (Breithorn) у швейцарських Альпах за допомогою силового роботизированного костюма.

Як вже продемонстрували вчені, екзоскелети будуть, в першу чергу, поліпшити механіку людського тіла. Крім цього вони будуть незамінні в специфічних областях – наприклад, при роботі в космічному просторі.

Успіхи солдатського нанотеха


Проте паралельно з розробкою «силових» екзоскелетів вченими з Інституту Солдатських Нанотехнологій (Institute for Soldier Nanotechnologies) ведуться дослідження з метою створити непробивну солдатську броню, яка служила б і екзоскелетів одночасно.


Так, вченими з ІСН вже створені окремі компоненти "динамічної наноброні", – однієї з основних деталей екіпіровки солдата 2020 року. Вона повинна облягати людини на зразок водолазного костюма. При цьому в його тонкому шарі будуть міститися досить складні молекулярні компоненти – наноактюатори і сенсори, за допомогою яких нова форма буде і бронежилетом, і універсальним медичним діагностичним інструментом, і силовим екзоскелет.

Усі життєво важливі параметри солдата (пульс, кров'яний тиск, енцефалограма, температура тіла тощо) будуть вимірюватися вбудованими в костюм датчиками. Стан солдата буде виведено як на проектор на шоломі, так і на медичний комп'ютер, який буде приймати рішення про трансформування костюма в екзоскелет або броню миттєво і незалежно від солдата.

Ряд полімерних наноактюаторов, з яких буде складатися костюм, за сигналом від медичного комп'ютера будуть робити певні його ділянки жорсткіше або м'якше. Якщо, наприклад, солдат поламає ногу, місцевий екзоскелет дозволить захопити її в штучні шини, сформовані тканиною костюма.

Для забезпечення потрібного швидкодії актюатори повинні швидко приймати потрібне положення залежно від надходження сигналу. Для цього необхідно попрацювати з уже наявними полімерами, знайти методи їх "швидкої" самозбірки в потрібні структури, і зробити їх електропровідними. Далі необхідно дізнатися, чи будуть ці полімерні матеріали сумісні з живою тканиною при тривалому контакті. І, нарешті, скориставшись математичним моделюванням, обчислити найбільш оптимальні місця для розміщення датчиків, їх кількість і типи. Потім діють програмісти – вони пишуть програмне забезпечення для медичного комп'ютера.


Надії та реалії


На мультфільмі, представленому на одному із засідань Конгресу США, політики побачили історію про солдата, який втратив свідомість від поранення. Але медичний комп'ютер вчасно включив екзоскелет, і це врятувало солдатові життя.

Проте в реальності поки існує тільки мультфільм-анімація і ряд розробок в області наноактюаторов, МЕМС-датчиків і надміцних матеріалів. Вчені кажуть, що очікувати першого появи «суперкостюм» на публіці варто не раніше 2015 року.

 

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*