Все по плечу

Все по плечу

Пример использования экзоскелета. Изображение пресс-службы Raytheon

В США сотворен экзоскелет второго поколения

Резвее, выше, посильнее

В первый раз требования к экзоскелету для Армии США были сформулированы в 1963 году. Он был должен обеспечивать защиту бойцов, сразу увеличивая их мышечную силу и понижая утомляемость. Работы в рамках проекта тогда вела южноамериканская компания General Electric, которая представила 1-ый готовый продукт в конце 1960-х годов.

Экзоскелет получил заглавие Hardiman. Благодаря ему, по расчетам инженеров, человек мог бы поднять предмет массой 110 кг, прилагая усилия, нужные для перемещения груза массой 4,5 килограмма.

Hardiman весил 680 кг, был неудобен в использовании и отличался замедленной реакцией на деяния оператора. Не считая того, одновременное внедрение частей экзоскелета для верхних и нижних конечностей по не поддающейся объяснению причине приводило к неконтролируемому движению конструкции, что могло представлять потенциальную опасность для человека. Из-за этого тесты костюмчика, насаженого на человека, так и не были проведены. Проект получил только частичное продолжение — General Electric занялась разработкой механической руки.

Все по плечу

XOS 1. Фото с веб-сайта raytheon.com

Готовый вариант руки, которая могла быть интегрирована в экзоскелет, был представлен сначала 1970-х годов. С помощью нее человек получал возможность с наименьшими усилиями подымать грузы массой до 340 кг. Главным недочетом руки была ее масса — практически 750 кг. Беря во внимание, что для экзоскелета необходимы два схожих приспособления, да к тому же набор ног в придачу, все устройство могло весить под три тонны, что совсем не удовлетворяло военных. Проект был закрыт, а новые разработки с того времени не появлялись практически четверть века.

Свое продолжение мысль механизированного бойца получила сначала 2000-х годов, когда Управление многообещающих разработок (DARPA) министерства обороны США обнародовало семилетнюю программку сотворения экзоскелетов. Общий объем финансирования программки составил 75 миллионов баксов, часть из которых получил консорциум Raytheon и Sarcos. Скоро компании проявили военным макет относительно легкого устройства, использующего систему связи человека с электронно-механической частью экзоскелета, которая обеспечивала фактически полную синхронизацию движений оператора и механического каркаса.

Механический вояка

Настоящий макет экзоскелета, получившего заглавие XOS, компании Sarcos и Raytheon представили в 2008 году. Он представлял собой железную конструкцию с обилием малогабаритных приводов движения, датчиков мышечной активности и гидравлических клапанов. Конструкция обеспечивала силовую поддержку верхних и нижних конечностей оператора, позволяя без труда подымать значимый вес. На спине оператора размещался компьютер, который координировал движения экзоскелета в согласовании с движениями человека. При всем этом уже все движения осуществлялись синхронно.

Существенными недочетами устройства были высочайшее энергопотребление и, как следствие, отсутствие автономности, также ограниченность оператора в движениях. Вобщем, спустя всего два года часть этих ограничений была снята. В конце сентября 2010 года Raytheon показала макет экзоскелета XOS 2 второго поколения. Это устройство, по другому называемое носимым механизированным костюмчиком, стало легче, резвее и защищеннее от причин среды. Не считая того, экзоскелет стал потреблять в два раза меньше энергии. Все же, отрешиться от силового кабеля, обеспечивающего аппарат электричеством, инженерам пока не удалось.

Все по плечу

XOS 2. Фото с веб-сайта raytheon.com

XOS 2 весит в районе 70 кг и позволяет оператору подымать грузы массой до 91 килограмма без приложения каких-то усилий.

Экзоскелеты серии XOS пока разрабатываются с прицелом на военных, занятых транспортировкой разных грузов, также техников ВВС, оснащающих самолеты вооружением до вылета. В полевых критериях внедрение экзоскелета позволит отрешиться от разных погрузочных и транспортировочных машин либо домкратов — все тяжести будет переносить оператор костюмчика. В перспективе планируется сделать и боевой экзоскелет, обеспечивающий высшую защиту бойцов и снижающий их утомляемость. Правда, ранее еще далековато. Ведь инженерам придется поразмыслить над значимым уменьшением габаритов устройства, также его эргономичностью, от которой в боевых действиях будет зависеть жизнь бойца.

Пока же Raytheon и Sarcos занимаются созданием третьего поколения экзоскелетов XOS 3, в каких уже будет реализована автономность, а энергопотребление будет составлять всего 20 процентов от аналогичного показателя XOS 1. Не считая того, новый экзоскелет станет более маневренным и подвижным. Все же, совместно с автономностью инженерам придется решать другую задачку — емкости источника энергии для экзоскелета. Ведь, согласитесь, будет неприятно, если у такового аппарата батарейка «сядет» в момент оснащения самолета перед срочным боевым вылетом.

Другие решения

Пока одни компании делают настоящий вариант экзоскелета, другие решили сосредоточиться на разработке отдельных его частей. А именно, с 2004 года Калифорнийский институт ведет создание «механизированных ног», либо «экзоскелета нижних конечностей» HULC. Финансирование ведет DARPA. Имеющийся сейчас макет устройства весит в районе 45 кг и обустроен приблизительно 40 гидравлическими механизмами и детекторами. Механические ноги соединены жесткими креплениями с башмаками и фиксируются в коленях и бедрах особыми ремнями.

Подразумевается, что HULC позволит бойцам переносить значимые по весу грузы. В процессе первых испытаний доброволец носил ранец массой около 30 кг, не ощущая фактически никакой тяжести. При всем этом конструкция HULC позволяет оператору бегать, прыгать, ходить пригнувшись либо даже ползти. Работу аппарата в протяжении 72 часов обеспечивают четыре литий-ионных аккумуляторных батареи. Последний макет устройства обустроен системой резвого сброса, которая позволяет в случае необходимости сбросить «робоноги» за 30 секунд.

В октябре 2009 года Министерство обороны Рф объявило, что финансирует разработку новейшей боевой экипировки для сухопутных войск, ВДВ и морской пехоты. Экипировка,» которая получила заглавие «Боец-21», будет использовать элементы экзоскелета, облегчающего передвижение вооруженного бойца. Ожидается, что разработка экипировки закончится к 2015 году. Предположительно, новый набор экипировки будет весить 22 килограмма.

Все по плечу

HAL 5. Фото с веб-сайта trekmovie.com

Меж тем, мысль экзоскелета получила обширное распространение и за пределами «оборонки». К примеру, японская компания Cyberdyne занимается созданием экзоскелета HAL, различные версии которого созданы для спасательных служб и инвалидов. Этот аппарат позволяет человеку подымать груз, масса которого в 5 раз больше обыденного, что принципиально для спасателей, работающих на завалах. Людям же с ограниченной подвижностью HAL 5 позволит преодолеть двигательные ограничения. Созданием «робоног» для инвалидов занимается и японская Honda.

Новозеландская Rex Bionics разрабатывает более совершенные «робоноги» для людей с парализованными нижними конечностями. Ожидается, что таковой экзоскелет позволит инвалидам стоять, ходить по горизонтальным и наклонным, гладким и неровным поверхностям, также разворачиваться на месте и подниматься и спускаться по лестнице. 1-ый макет устройства весит всего 38 кг.

По-видимому, до настоящего внедрения экзоскелетов в штатскую жизнь остались считанные годы. Имеющиеся устройства уже способны обеспечить высшую подвижность и защиту людям, чьими проф обязательствами не является война. Если же гласить о боевом применении механизированных костюмов, то тут не все так радужно. Да, военные грузчики уже скоро сумеют оценить все достоинства экзоскелетов, но бойцам придется еще подождать, пока электронно-механические каркасы не станут портативнее, удобнее, резвее и автономнее.

Василий Сычев

Другие статьи:
Интернет журнал НЛО МИР

Всего комментариев: 0

Оставить комментарий

*

code

Редакция рекомендует

close
x