Железный человек: настоящее и будущее экзоскелетов

Экзоскелет. Прошлое, настоящее и будущее суперкостюмов

На протяжении всей нашей истории человеку всегда не хватало силы, чтобы поднимать тяжелые предметы, обладать большей силой удара и выносливостью. Но благодаря науке и технике люди все же смогли увеличить свои силовые возможности. Так появились экзоскелеты – специальные костюмы, увеличивающие силу человека посредством внешнего каркаса.

Особенностью этих устройств является их легкость и способность механически повторять все движения человека. Согласитесь, это большое и значимое достижение в современных технологиях, которое находит применение в медицине, военных целях, в местах с радиационной опасностью, строительстве и промышленности.

С помощью экзоскелета солдат может нести больше оружия на себе, он в значительной степени защищен от вражеских пуль, быстрее и активнее в своих движениях. Поскольку основные силы костюм берет на себя, человек сохраняет больше энергии и, конечно, свое здоровье.

Обратите внимание

А подумайте только, насколько экзоскелет полезен в медицине! Это просто находка для инвалидов, которые полностью потеряли веру в то, что смогут снова ходить, а парализованные смогут двигать своими конечностями силой мысли, будучи в специальном костюме.

Поскольку экзоскелеты — устройства универсальные, их можно применять в любых отраслях жизни человека, где необходима дополнительная сила. Вы их можете встретить в научно-фантастической литературе, комиксах, видеоиграх и фильмах («Чужие», «Железный человек», «Аватар» и другие).

Несмотря на то, что экзоскелеты уже используются людьми в различных ситуациях, они все еще развиваются, требуют усовершенствования в лабораториях и стоят очень дорого. Давайте посмотрим, какой же путь прошли экзоскелеты с момента их создания и по сей день.

История развития экзоскелетов

Первым изобретателем экзоскелета является российский инженер Николай Ягн, который жил и работал в США, и в 1890-х годах запатентовал ряд технологий, которые облегчали ходьбу, бег и прыжки человека. Ягн планировал направить свои разработки в помощь военным.

В 1960-х годах компания General Electric представила миру разработку костюма Hardiman. Это устройство представляло собой модель современного экзоскелета, который мог поднимать объекты весом до 110 кг, работать на воде, суше и даже в космосе. Но при всех этих высоких стремлениях разработка так и не увенчалась успехом из-за слишком тяжелой конструкции и медленной работы.

В 1970-х годах югославский ученый Миомир Вукобратович создал экзоскелет с пневмоприводом, который должен был помочь парализованным людям снова встать на ноги.

Российские и европейские ученые впоследствии брали за основу проект Вукобратовича при создании своих технологий.

Так, в начале 1980-х годов появился экзоскелет для инвалидов из Центрального института травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова.

Важно

Нехватка энергоносителей, медленное течение научно-технического прогресса, развитие материаловедения и прочих смежных наук значительно тормозило развитие экзоскелетов. И только в 2000-х годах появились реальные достижения в этой области.

Ученые из американского агентства научно-военных исследований DARPA в 2007 году создали проект Lady Warrior. Это устройство представляло собой небронированный и невооруженный полный экзоскелет, который должен был только усиливать руки и ноги человека.

Позже в 2008 году компания Cyberdyne представила миру роботизированный костюм HAL, который отличался значительными совершенствованиями, в частности, легким корпусом, встроенным компьютером и работой от автономных аккумуляторов, заряда которых хватало на пару часов непрерывной работы. Основное предназначение экзоскелета — помощь инвалидам и парализованным людям.

В наше время развитие экзоскелетов все больше и больше набирает обороты, и такие компании, как Panasonic, Ekso Bionics, Lockheed Martin, DARPA и другие представляют ежегодно свои устройства на выставках, впечатляя все большей производительностью и технологичными новшествами.

Области применения экзоскелетов

Как вы уже знаете, основными сферами применения экзо­скелетов являются военная и медицинская. Но эти устройства весьма полезны также в таких сферах деятельности, как места с радиационной опасностью, или же при покорении океанских глубин, где робокостюм будет легче и эффективнее обычного скафандра, а также при разборе завалов после землетрясения и в строительстве.

Экзоскелеты в медицине

Роботизированные костюмы — это настоящее новшество в медицинских технологиях. Пациенты, перенесшие серьезные травмы позвоночника и конечностей, парализованные после инсульта люди могут использовать экзоскелет для улучшения качества своей жизни. Но, конечно, не все могут позволить себе такой терапевтический прибор, так как средняя стоимость медицинского экзоскелета 90 тысяч долларов США.

Мы уже упоминали об экзоскелете HAL от Cyberdyne. Его назначение — обеспечить возможность ходить людям с ограниченными возможностями. Есть два основных варианта устройства: HAL-3 и HAL-5. С момента презентации в 2011 году 130 медицинских институтов Японии приняли HAL на службу.

Новейшая модель костюма весит около 10 кг и работает на протяжении 3 часов, если нет перегрузок. Специальные датчики снимают показания с биоэлектрических сигналов, исходящих от мышц, и компьютером производится анализ для расчета силы, применяемой сервомоторами. При этом средняя стоимость устройства не так уж и высока — 4200 долларов США.

ReWalk от Argo Medical Technologies — еще один экзоскелет для людей с ограниченными возможностями.

В июне 2014 года Управление продовольствия и медикаментов США одобрило данный экзоскелет, тем самым открыв ему дорогу в коммерческое использование.

Совет

Система весит около 23,3 кг, работает на базе Windows и предоставляет пользователю работу в трех режимах: идти, сидеть и стоять. Стоимость: от 70 до 85 тысяч долларов США. Устройство может непрерывно работать в течение 8 часов.

В 2015 году компания выпустила новую версию аппарата ReWalk Personal 6.

0, который получил несколько улучшений в конструкции — скобки для ног стали тоньше, опорные ремни распределяют вес более равномерно по всему телу, а рюкзак, который ранее содержал процессор, был заменен на менее габаритный кейс. Пациент, облаченный в новый ReWalk, сможет полноценно ходить, приседать и даже подниматься по лестнице.

Все более популярной в медицине становится 3D-печать. С помощью 3D-принтера можно создать экзоскелет под индивидуальные особенности тела пациента.

Так, специалисты компании 3D Systems отсканировали тело одной парализованной пациентки и вместе с Ekso Bionics распечатали экзоскелет, который можно с уверенностью назвать роботом. Он создан для людей, потерявших способность самостоятельно передвигаться на своих ногах.

Механизм компенсирует мышечную атрофию или паралич, самостоятельно передвигая нижние конечности человека. Устройство сейчас успешно используется в больницах и реабилитационных центрах США.

В России разработкой медицинских экзоскелетов занима­ется команда ученых на базе НИИ механики МГУ. Российский проект экзоскелета для увеличения физических возможностей человека, в том числе для реабилитации людей с нарушениями локомоторных функций, называется ЭкзоАтлет.

Система уп­равления построена на сигналах головного мозга, электро­миограммы и в автоматическом режиме обеспечивает передвижение пациента с повторением максимально естественной ходьбы человека, что позволяет существенно ускорить процесс восстановления двигательной и нервной активности.

Благодаря особой конструкции устройство позволяет перераспределить вес таким образом, чтобы человек-оператор без использования дополнительных двигателей или источников питания смог переносить до 100 кг груза. Вес самого устройства при этом составляет 12 кг. Цена экзоскелета колеблется в пределах 30 тысяч долларов США.

Одно из последних достижений в области медицинских экзоскелетов — устройство Phoenix от американской фирмы SuitX. При стоимости 40 тысяч долларов США разработчики позиционируют его как самый доступный бионический экзоскелет.

Обратите внимание

Аппарат состоит из модуля тазобедренного сустава, двух коленных модулей и модулей ног, которые регулируются под индивидуальные потребности каждого пациента. Параметры ходьбы могут быть настроены с помощью физиотерапевта через мобильное приложение для Android.

Устройство очень легкое, всего 7 кг, может работать до 4 часов в режиме непрерывной ходьбы на максимальной скорости 3,2 км/час.

Примечательно, что разработчики пытаются как можно больше удешевить свой аппарат, используя недорогие сервоприводы и датчики, и обещают, что уже в 2016 году Phoenix будет доступен по цене до 20 тысяч долларов США.

Другие сферы применения экзоскелетов

Экзоскелеты находят применения и в других сферах деятельности человека. Их могут носить строители, сотрудники МЧС, пожарные и спасатели.

К примеру, компания ActiveLink, одно из подразделений Panasonic, в 2015 году выпустила серию экзоскелетов под названием Power Loader, которые предназначены для людей, работающих с тяжелыми грузами на складах и производстве. Power Loader весит 40 кг, позволяет поднимать до 30 кг груза и работает автономно 26 часов. Цена таких экзоскелетов составляет от 5 до 7 тысяч долларов США.

Также в эту серию входит выпущенный недавно экзоскелет AWN-03, разработанный специально для поддержки поясницы. Он автоматически распознает движение пользователя при подъеме и держании тяжелых предметов и посылает сигнал на двигатели для вращения шестерни. Особенности системы в том, что она поднимает верхнюю часть тела пользователя и в результате уменьшает нагрузку на нижнюю часть спины.

Еще один новый костюм от Panasonic называется «Ninja» и помогает пользователю ходить и бегать, например, в прохождении по крутым горным тропам и в лесах.

Помимо экзоскелетов на все тело, все большей популярностью пользуются ограниченные устройства, предназначенные для выполнения специфических задач. Например, экзо­стул Chairless Chair от Noonee позволяет сидеть стоя.

Важно

Устрой­ство подходит для людей, которые проводят продолжительное время, стоя на месте, например, для операторов конвейерной ленты, кассиров, администраторов супермаркетов, охранников. При активации экзоскелета срабатывают амортизаторы, превращающие его в удобное кресло, которое снимает напряжение в мышцах ног и суставах.

Каркас Chairless Chair выполнен из алюминия и углеродного волокна весом всего 2 кг. Батарея на 6В обеспечивает устройство питанием в течение 24 часов.

Среди других устройств можно выделить изобретение от канадской компании Port Hope — ARAIG. Это специаль­ный костюм для геймеров. Он позволяет владельцу физиче­ски чувствовать отдачу от игры. ARAIG — это куртка, которая состоит из декодера, экзоскелета и искусственной кожи.

В экзоскелет встроены вибродвигатели, благодаря которым человек реально ощущает разнообразные игровые эффекты: попадание пуль, ударные волны от взрывов, дождь, дрожание земли под гусеницами танков и т.п. В воротнике этого необычного устройства спрятаны 6 динамиков.

Важно также и то, что ARAIG совместим с любой игровой платформой, а его стоимость не превышает 300 долларов США.

Экзоскелеты применяются также успешно в космической деятельности. NASA имеет на своей службе экзоскелет Х1, который весит 25 кг и предназначен для поддержания астронавтов в хорошей физической форме в отсутствии земного притяжения, обеспечивая нагрузку мышцам и связкам.

Настоящее и будущее экзоскелетов

Как и все роботизированные устройства, экзоскелеты на пути к своему совершенству сталкиваются со многими проблемами. Если разобрать традиционный экзоскелет на составляющие, вы получите источник питания, механический скелет и программное обеспечение. И если с двумя последними пунктами все ясно, то первый представляет серьезную проблему.

Любой из современных источников питания на сегодняшний день может обеспечить экзоскелету лишь несколько часов автономной работы. Дальше устройство работает либо от провода, либо от солнечной батареи. Есть экзоскелеты, работающие на неперезаряжаемых батареях, которые часто приходится менять.

В связи с этим разработчики пытаются найти подходящий источник питания для экзоскелетов в виде мощного аккумулятора или, как ни странно, беспроводной передачи энергии. В будущем этот процесс может осуществляться из большого реактора, в том числе и ядерного.

Остается только изобрести способ этой передачи.

Когда речь заходит о каркасе, то большинство экзоскелетов созданы из алюминия и стали. Но это слишком тяжелые материалы, которые в значительной мере снижают эффективность костюма.

Обеспечить легкость и высокую производительность экзоскелета могут более легкие и прочные материалы, такие как титан или углеродное волокно.

На сегодняшний день это очень дорогостоящие материалы, но надеемся, что в будущем они будут более доступны.

Совет

Следующей проблемой экзоскелетов являются приводы. Обычно в конструкции робокостюма используются гидравлические цилиндры. Они достаточно мощные и могут работать с высокой точностью.

Читайте также:  Будущее искусственного интеллекта

Но эти цилиндры очень тяжелые и тре­буют наличия шлангов и трубок. Решением данной проблемы могут стать пневматические приводы, а также сервоприводы на электронной основе.

Эти механизмы будут работать от магнитов, потребляя минимум энергии.

Огромную сложность при создании экзоскелета представляет управление и регулировка движений пользователя. Обычно датчики считывают движения тела человека, и механизм синхронно реагирует на них. Но этого недостаточно.

Любое случайное движение может нарушить синхронизацию в управлении, и костюм просто может покалечить пользователя.

Поэтому компоненты управления должны заранее обнаруживать случайные движения пользователя вроде чиха или кашля, чтобы не было сбоя в системе.

Все больше ученые работают над интерфейсом мозг-машина, позволяющим управлять экзоскелетом силой мысли. Яркий пример тому — недавно разработанный интерфейс мозг-компьютер из Корейского университета и Технического университета Берлина.

Интерфейс взаимодействует с экзоскелетом через специальную шапку на голове пользователя, записывающую ЭЭГ. Так, сигналы мозга считываются и определяют необходимый режим движения.

Такая методика позволяет управлять экзоскелетом даже тем пациентам, которые лишены добровольного контроля за своим телом.

Обратите внимание

Это большое достижение, и теперь ученым остается только доработать технологию, чтобы внедрить ее в жизнь.

Рассмотрев особенности экзоскелетов, отметим, что это настоящее чудо техники, превращающее в реальность вещи, которые ранее были невозможны. Это не только инструмент для получения сверхсилы, но и последняя надежда на самостоятельную ходьбу для парализованного человека. Кроме того, любые задачи в промышленности, строительстве и даже космосе также могут быть решены за счет этих технологий.

Но на пути к массовому внедрению в нашу жизнь экзо­скелеты должны преодолеть ряд проблем, в том числе и высо­кую стоимость. Мы уверены, что в будущем эти устройства будут более доступными для обычных людей и станут привычным явлением, как компьютеры и мобильные телефоны, обеспечивая нам жизнь на новом технологическом уровне.

Источник: http://infocom.uz/2017/02/17/ekzoskelet-proshloe-nastoyashhee-i-budushhee-superkostyumov/

Железный человек будущего: на что способны российские солдаты в экзоскелете

?aleks070565 (aleks070565) wrote,
2015-05-09 12:24:00aleks070565
aleks070565
2015-05-09 12:24:00Оригинал взят у muravei_s в Железный человек будущего: на что способны российские солдаты в экзоскелетеУже через пять лет в Министерстве обороны России может появиться снаряжение «особого назначения».

Речь идет об экзоскелете – устройстве специальной конструкции, предназначенном для увеличения силы человека за счет внешнего каркаса.

Как сообщил в ходе конференции «Российская электроника: импортозамещение и перспективы развития» руководитель направления разработки и производства медицинского оборудования Объединенной приборостроительной корпорации, глава Ассоциации организаций ОПК – производителей медицинских изделий и оборудования Александр Кулиш, экзоскелеты для Вооруженных Сил смогут в разы увеличить физические возможности военнослужащих. В частности, для них будет возможным перенос груза весом до 300 килограммов!

Управление силой мысли

«Такие технологии, без сомнения, будут востребованы, – подчеркнул Александр Кулиш. – В боевых условиях солдат, облаченный в такой экзоскелет, сможет перемещать и бросать тяжелые предметы, совершать невероятные прыжки. За этим оборудованием – будущее».

При этом управление экзоскелетом предполагается осуществлять по новейшей технологии – за счет нейроинтерфейса, то есть фактически силой мысли.

Так, повороты и сжатия рук станут возможными после того, как человек нарисует себе определенные зрительные образы.

Например, достаточно будет представить квадрат красного цвета, чтобы рука сжалась, черного – разжалась. Импульсные сигналы будут передаваться на конструкцию экзоскелета.

https://www.youtube.com/watch?v=O67NEP760fY

По словам представителя Объединенной приборостроительной корпорации, в случае поступления заказа от Минобороны России создание и производство таких систем может быть налажено серийно. Сроки появления нейроинтерфейса для управления экзоскелетами и протезами посредством электрических потенциалов головного мозга эксперты оценивают в пять лет.

Фантастика стала реальностью

Первый в мире экзоскелет был разработан совместно компаниями General Electric и United States military в 1960-х годах. Человек, оснащенный таким устройством, мог поднимать 110 кг при усилии, применяемом для подъема всего лишь 4,5 кг. Правда, масса самого устройства составляла 680 кг.

В итоге проект признали неудачным, но не только из-за громоздких размеров и веса, а главным образом, по причине недостаточно четкого управления.Тем не менее, разработки экзоскелетов были продолжены. Пользу такого оборудования разработчики увидели и в помощи людям с нарушениями опорно-двигательного аппарата.

Еще одним направлением развития этой техники стало военное.Разработка экзоскелетов изначально уперлась в одну большую проблему – отсутствие источников энергии, позволяющих устройству работать автономно в течение длительного времени.

Важно

Так, экзоскелет XOS компании Raytheon, разработанный по заказу армии США, в ходе демонстрации был запитан на обычную электрическую сеть. Конечности этого костюма-робота приводились в действие при помощи гидравлики высокого давления, а оператор был привязан к стационарному оборудованию не только кабелями, но и гидравлическими шлангами.

Тем не менее, возможности экзоскелетов (по большей части потенциальные) дали пищу для авторов художественных произведений жанра фантастики. В популярных кинофильмах «Матрица», «Железный человек», «Чужие» герои активно используют подобные устройства.

А в картине «Грань будущего» солдаты, противостоящие нашествию враждебных инопланетян, ведут боевые действия в экзоскелетах, позволяющих им десантироваться с большой высоты без парашютов. На военном предназначении экзоскелетов сделан акцент и в современных компьютерных играх.

Сверхспособности на гидроцилиндрах

По сообщениям из открытой печати, действующие образцы экзоскелетов созданы в настоящее время в США, Японии, России. Японский экзоскелет «HAL» конструктора Есиюки Санкаи стал первым в мире коммерческим устройством. С 2004 года его можно приобрести в открытой продаже. Вес экзоскелета составляет 23 кг (с верхними конечностями) или 15 кг с нижними.

Устройство выполнено по бионической схеме: слабые биотоки мышц на коже рук и ног человека передаются на электроусилители, которые включают приводы и двигают экзоскелет. Правда, возможности устройства далеки от киношных образов. Так, человек, облаченный в такой костюм, может поднимать вес всего лишь в 40 килограммов.

Разработкой российских устройств под названием ЭкзоАтлет (ExoAtlet) занимается команда ученых, сформированная на базе Института механики при МГУ имени М.В.Ломоносова и работающая по заказу МЧС России. Спасательному ведомству был нужен отечественный агрегат для облегчения проведения аварийно-спасательных работ – устройство, увеличивающее мускульную силу человека.

ExoAtlet – это программно-аппаратный комплекс дублирования опорно-двигательного аппарата человека, основное предназначение которого – переноска больших тяжестей.«Наш экзоскелет с некоторой степенью детализации повторяет человеческий скелет, – рассказал руководитель проекта профессор Александр Формальский. – Звенья механизма соединяются одно с другим шарнирами.

В статическом положении человек полностью освобождается от нагрузки, не чувствуя удерживаемого им веса».Есть два вида экзоскелета – активный и пассивный. Активное устройство управляется при помощи гидроцилиндра, сгибающего и разгибающего конечность в коленном суставе.

Совет

В свою очередь алгоритм управления пассивным экзоскелетом состоит в «запирании» и «отпирании» коленных суставов левой и правой ноги поочередно. Устройство просто перераспределяет вес человека, давая дополнительные ресурсы ноге, на который делается упор. Главное здесь – научиться управлять силой инерции.

Благодаря особой конструкции экзоскелета этой модели, у него отсутствуют какие-либо приводы и источники питания, поэтому время работы человека, облаченного в такой костюм, ограничивается только его личной выносливостью.

Экзоскелеты в стиле «милитари» и не только

Источник: https://aleks070565.livejournal.com/794744.html

Железный Человек :: Частный Корреспондент

Будущее без инвалидов, люди, летающие на работу, дети, играющие в настоящий квиддич, возможность подняться на Эверест для каждого − от перспектив захватывает дух, не правда ли?

Любители комиксов и голливудских блокбастеров про Железного Человека наверняка не раз представляли себя на месте Тони Старка, гениального эгоцентричного инженера, летающего по всему миру в своем роботизированном костюме, чтобы задать жару коварным суперзлодеям.

Однако мечта о железном костюме совсем не так далека, как кажется на первый взгляд. Уже в ближайшем будущем многие американские солдаты получат новую униформу, которая позволит им двигаться быстрее, носить на себе сверхтяжелое вооружение и легко перепрыгивать через скалы и автомобили на своем пути. Та же униформа надежно защитит их от пуль и осколков бомб и гранат.

Концепция механизированного экзоскелета, способного значительно расширить возможности человеческого тела, привлекала Пентагон еще в начале 1960-х. Но лишь недавно, благодаря мощному развитию электронных технологий и созданию новых материалов, фантастическая идея стала явью.

В 2010 году оборонный подрядчик Raytheon продемонстрировал экспериментальную разработку XOS 2. Новинка представляет собой управляемую человеком роботизированную униформу. XOS 2 легко поднимает тяжести, весом в 2-3 раза больше физического предела обычного солдата, причем без всяких усилий со стороны оператора.

XOS 2  ©Raytheon

Другая компания, Trek Aerospace, занята разработкой летательного аппарата персональной авиации Springtail, экзоскелетного каркаса, снабженного реактивным ранцем, который позволит человеку спокойно лететь со скоростью более 100 км/ч и даже зависать в воздухе на высоте в несколько тысяч метров.

Springtail ©Trek Aerospace 

Но подобные технологии могут служить не только в военных целях. В ближайшем будущем многие инвалиды-колясочники с повреждением позвоночника и спинного мозга смогут буквально встать на ноги и передвигаться как здоровые люди, благодаря специальным роботизированным костюмам − эрзацу их собственных нервов и мускулов. 

Первые версии таких экзоскелетов под названием ReWalk стоимостью в 150 000$ компания Argo Medical Technologies уже выбросила на рынок.

ReWalk ©YouTube/ Javier Rosado

Будущее без инвалидов, люди, летающие на работу, дети, играющие в настоящий квиддич, возможность подняться на Эверест для каждого − от перспектив захватывает дух, не правда ли?

Что же на самом деле стоит ожидать от следующих поколений механизированных экзоскелетов? Изменят ли они ход будущих войн или станут обыденным явлением в мирной жизни? С какими препятствиями могут столкнуться инженеры и дизайнеры при разработке новых прототипов?

Для начала оглянемся чуток назад, чтобы понять, где и когда впервые появилась эта концепция и какие этапы прошла на пути своего развития. 

Человек дополненный: история развития

Обратите внимание
Обратите внимание

Еще в глубокой древности воины носили доспехи для защиты и укрепления своего тела. А вот идея механических мускулов впервые возникла с развитием жанра научной фантастики.

[/su_box]

В 1868 году Эдвард Сильвестр Эллис опубликовал «грошовый» роман под названием «Паровой человек в прериях». В нем описывался гигантский паровой двигатель, построенный в форме человеческого тела. Это позволяло изобретателю, гениальному Джонни Брейнерду, спокойно разместившись в своем роботе-тележке, мчаться по прериям со скоростью до 100 км/ч, охотясь на буйволов и распугивая индейцев.  

А уже в 1961 году, за два года до создания первых комиксов о Железном Человеке, Пентагон объявил конкурс на создание настоящих роботов-униформ. Американским военным требовался «человек-танк с усиленным рулевым управлением и тормозами».

Пентагон за два года до создания первых комиксов о Железном Человеке объявил конкурс на создание настоящих роботов-униформ ©Marvel Comics

Танк-солдат должен был уметь быстро передвигаться, поднимать и переносить большие тяжести, а также спокойно выдерживать атаки биологического и химического оружия, высокие температуры и даже радиацию. 

В середине 1960-х инженер Нил Майзен из Корнеллского университета действительно разработал каркас экзоскелета весом в 16 кг, который тогдашняя пресса окрестила «костюмом супермена». С его помощью обычный человек мог поднимать тяжести весом до 450 кг − в каждой руке.

В то же самое время компания Дженерал Электрик намеревалась сконструировать устройство 5,5 метров высотой, которое могло бы передвигаться на механических ногах, управляемое оператором изнутри.

Экзоскелет Hardiman, 1966 год ©Schenectady Museum and Suits-Beuche Planetarium 

Хотя эти разработки и не получили практического применения, исследования по созданию экзоскелетов продолжались.

Важно
Важно

В 1980-х ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории разработали дизайн «костюма Питмена», в котором полностью помещался солдат-пехотинец.

Читайте также:  Скайнет расправил плечи
[/su_box]

Но дальше чертежей дело не пошло, равно как и для следующего проекта униформы-робота Научно-исследовательской лаборатории ВМС США, более напоминавшей Железного Человека.

В течение долгих лет технология безнадежно отставала от фантазии создателей комиксов. Компьютеры работали слишком медленно, энергетические батареи быстро разряжались, электромеханические мускулы получались слишком слабыми, чтобы достойно имитировать движения человека. Тем не менее, идея создания суперсолдат витала не только в кулуарах Голливуда, но и в умах многих генералов Пентагона. 

Ученые и инженеры продолжали разрабатывать новые материалы, компьютеры становились все быстрее и мощнее. Технический прогресс, наконец, позволил давней мечте встать на путь реального воплощения. 

Экзоскелет HULC   ©Lockheed Martin          

Человек-машина

Лишь в начале 2000-х костюм Железного Человека перестал казаться фантастикой. Американское агентство передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA), инкубатор новейших технологий Пентагона, получило 75 млн долларов на осуществление проекта «Экзоскелеты для расширения человеческих возможностей».

[/su_quote]

Планы военных инженеров скромностью не отличались. Требовалось создать персональную униформу-робота, надев которую солдат мог бы таскать сотни килограммов оборудования в течение нескольких дней, управляться в одиночку с тяжелым вооружением, для работы с которым обычно требуются двое. Суперсолдат также должен был суметь спокойно вытаскивать на себе раненых с поля битвы.

Экзоскелет обязан был сделать своего оператора неуязвимым от пуль и прыгучим как кузнечик − на несколько метров в высоту. Неудивительно, что подобные планы были многими восприняты с недоверием, но работы над суперуниформой, тем не менее, начались.

Компании Sarcos удалось разработать новаторскую систему с сенсорами, которые воспринимая небольшие сокращения человеческих мускулов, переводили их с помощью электрических сигналов в движения механического костюма. Получившийся в итоге экзоскелет XOS уже более или менее соответствовал чаяниям Пентагона. Работу над механическим костюмом продолжила Raytheon, поглотившая Sarcos.

В конце прошлого десятилетия к созданию экзоскелетов подключились и японцы. Фирма Cyberdyne представила робот-костюм HAL, который управлялся не сокращениями мускулов оператора, а электрическими сигналами через сенсоры, укрепленными на коже носителя.

Робот-костюм HAL ©Keijiro Yamamoto/Kanagawa Institute of Technology

Совет
Совет

В перспективе подобный экзоскелет будет подчиняться любым мысленным командам оператора, хотя до реального осуществления подобной технологии все еще далеко.

[/su_box]

Судя по современным тенденциям, в скором будущем Пентагон получит в свое распоряжение целую армию суперсолдат, которые будут двигаться со скоростью автомобилей, совершать головокружительные прыжки и таскать грузы на зависть тяжелоатлетам. Уже через несколько лет Железные Люди выпрыгнут из фантазии создателей комиксов в нашу жизнь.

Что же они принесут с собой: угрозу или осуществление мечты многих поколений? Ждет ли нас будущее, в котором даже инвалиды превратятся в суперменов, или же нашествие армии универсальных солдат?

Остается лишь надеяться на лучшее…

Источник: naked-science.ru

ОТПРАВИТЬ:       

Источник: http://www.chaskor.ru/article/zheleznyj_chelovek_36113

Железный Человек: настоящее и будущее экзоскелетов

Любители комиксов и голливудских блокбастеров про Железного Человека наверняка не раз представляли себя на месте Тони Старка, гениального эгоцентричного инженера, летающего по всему миру в своем роботизированном костюме, чтобы задать жару коварным суперзлодеям.

Однако мечта о железном костюме совсем не так далека, как кажется на первый взгляд. Уже в ближайшем будущем многие американские солдаты получат новую униформу, которая позволит им двигаться быстрее, носить на себе сверхтяжелое вооружение и легко перепрыгивать через скалы и автомашины на своем пути. Та же униформа надежно защитит их от пуль и осколков бомб и гранат.

Концепция механизированного экзоскелета, способного значительно расширить возможности человеческого тела, привлекала Пентагон еще в начале 1960-х. Но лишь недавно, благодаря мощному развитию электронных технологий и созданию новых материалов, фантастическая идея стала явью.

В 2010 году оборонный подрядчик Raytheon продемонстрировал экспериментальную разработку XOS 2. Новинка представляет собой управляемую человеком роботизированную униформу. XOS 2 легко поднимает тяжести, весом в 2-3 раза больше физического предела обычного солдата, причем без всяких усилий со стороны оператора.

XOS 2 

©Raytheon

Другая компания, Trek Aerospace, занята разработкой летательного аппарата персональной авиации Springtail, экзоскелетного каркаса, снабженного реактивным ранцем, который позволит человеку спокойно лететь со скоростью более 100 км/ч и даже зависать в воздухе на высоте в несколько тысяч метров.

Springtail

©Trek Aerospace 

Но подобные технологии могут служить не только в военных целях. В ближайшем будущем многие инвалиды-колясочники с повреждением позвоночника и спинного мозга смогут буквально встать на ноги и передвигаться как здоровые люди, благодаря специальным роботизированным костюмам ? эрзацу их собственных нервов и мускулов. 

Первые версии таких экзоскелетов под названием ReWalk стоимостью в 150 000$ компания Argo Medical Technologies уже выбросила на рынок.

ReWalk

©YouTube/ Javier Rosado

Будущее без инвалидов, люди, летающие на работу, дети, играющие в настоящий квиддич, возможность подняться на Эверест для каждого ? от перспектив захватывает дух, не правда ли?

Что же на самом деле стоит ожидать от следующих поколений механизированных экзоскелетов? Изменят ли они ход будущих войн или станут обыденным явлением в мирной жизни? С какими препятствиями могут столкнуться инженеры и дизайнеры при разработке новых прототипов?

Для начала оглянемся чуток назад, чтобы понять, где и когда впервые появилась эта концепция и какие этапы прошла на пути своего развития. 

Человек дополненный: история развития

Обратите внимание
Обратите внимание

Еще в глубокой древности воины носили доспехи для защиты и укрепления своего тела. А вот идея механических мускулов впервые возникла с развитием жанра научной фантастики.

[/su_box]

В 1868 году Эдвард Сильвестр Эллис опубликовал «грошовый» роман под названием «Паровой человек в прериях». В нем описывался гигантский паровой двигатель, построенный в форме человеческого тела. Это позволяло изобретателю, гениальному Джонни Брейнерду, спокойно разместившись в своем роботе-тележке, мчаться по прериям со скоростью до 100 км/ч, охотясь на буйволов и распугивая индейцев.  

А уже в 1961 году, за два года до создания первых комиксов о Железном Человеке, Пентагон объявил конкурс на создание настоящих роботов-униформ. Американским военным требовался «человек-танк с усиленным рулевым управлением и тормозами».

Пентагон за два года до создания первых комиксов о Железном Человеке объявил конкурс на создание настоящих роботов-униформ

©Marvel Comics

Танк-солдат должен был уметь быстро передвигаться, поднимать и переносить большие тяжести, а также спокойно выдерживать атаки биологического и химического оружия, высокие температуры и даже радиацию. 

В середине 1960-х инженер Нил Майзен из Корнеллского университета действительно разработал каркас экзоскелета весом в 16 кг, который тогдашняя пресса окрестила «костюмом супермена». С его помощью обычный человек мог поднимать тяжести весом до 450 кг ? в каждой руке.

В то же самое время компания Дженерал Электрик намеревалась сконструировать устройство 5,5 метров высотой, которое могло бы передвигаться на механических ногах, управляемое оператором изнутри.

Экзоскелет Hardiman, 1966 год

©Schenectady Museum and Suits-Beuche Planetarium 

Хотя эти разработки и не получили практического применения, исследования по созданию экзоскелетов продолжались.

Важно
Важно

В 1980-х ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории разработали дизайн «костюма Питмена», в котором полностью помещался солдат-пехотинец.

[/su_box]

Но дальше чертежей дело не пошло, равно как и для следующего проекта униформы-робота Научно-исследовательской лаборатории ВМС США, более напоминавшей Железного Человека.

В течение долгих лет технология безнадежно отставала от фантазии создателей комиксов. Компьютеры работали слишком медленно, энергетические батареи быстро разряжались, электромеханические мускулы получались слишком слабыми, чтобы достойно имитировать движения человека. Тем не менее, идея создания суперсолдат витала не только в кулуарах Голливуда, но и в умах многих генералов Пентагона. 

Ученые и инженеры продолжали разрабатывать новые материалы, компьютеры становились все быстрее и мощнее. Технический прогресс, наконец, позволил давней мечте встать на путь реального воплощения. 

Экзоскелет HULC  

©Lockheed Martin          

Человек-машина

Лишь в начале 2000-х костюм Железного Человека перестал казаться фантастикой. Американское агентство передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA), инкубатор новейших технологий Пентагона, получило 75 млн долларов на осуществление проекта «Экзоскелеты для расширения человеческих возможностей».

[/su_quote]

Планы военных инженеров скромностью не отличались. Требовалось создать персональную униформу-робота, надев которую солдат мог бы таскать сотни килограммов оборудования в течение нескольких дней, управляться в одиночку с тяжелым вооружением, для работы с которым обычно требуются двое. Суперсолдат также должен был суметь спокойно вытаскивать на себе раненых с поля битвы.

Экзоскелет обязан был сделать своего оператора неуязвимым от пуль и прыгучим как кузнечик ? на несколько метров в высоту. Неудивительно, что подобные планы были многими восприняты с недоверием, но работы над суперуниформой, тем не менее, начались.

Компании Sarcos удалось разработать новаторскую систему с сенсорами, которые воспринимая небольшие сокращения человеческих мускулов, переводили их с помощью электрических сигналов в движения механического костюма. Получившийся в итоге экзоскелет XOS уже более или менее соответствовал чаяниям Пентагона. Работу над механическим костюмом продолжила Raytheon, поглотившая Sarcos.

В конце прошлого десятилетия к созданию экзоскелетов подключились и японцы. Фирма Cyberdyne представила робот-костюм HAL, который управлялся не сокращениями мускулов оператора, а электрическими сигналами через сенсоры, укрепленными на коже носителя.

Робот-костюм HAL

©Keijiro Yamamoto/Kanagawa Institute of Technology

Совет
Совет

В перспективе подобный экзоскелет будет подчиняться любым мысленным командам оператора, хотя до реального осуществления подобной технологии все еще далеко.

[/su_box]

Судя по современным тенденциям, в скором будущем Пентагон получит в свое распоряжение целую армию суперсолдат, которые будут двигаться со скоростью автомашин, совершать головокружительные прыжки и таскать грузы на зависть тяжелоатлетам. Уже через несколько лет Железные Люди выпрыгнут из фантазии создателей комиксов в нашу жизнь.

Что же они принесут с собой: угрозу или осуществление мечты многих поколений? Ждет ли нас будущее, в котором даже инвалиды превратятся в суперменов, или же нашествие армии универсальных солдат?

Остается лишь надеяться на лучшее…

Источник: https://naked-science.ru/article/tech/zheleznyi-chelovek-nastoyashch

Железный солдат будущего

Человек, от природы обделенный защитными приспособлениями, на протяжении многих веков старался восполнить этот пробел эволюции.

Со времен самых первых военных конфликтов он защищал себя от вражеского оружия дублеными шкурами, бронзовыми панцирями, а затем кольчугой и латами. Но реалии современной войны диктуют свои условия.

Помимо легкости и прочности новые виды защиты должны обладать рядом свойств, которые до этого считались лишь плодом воображения писателей-фантастов.

  1. Впервые идея экзоскелета, что в переводе с греческого означает «внешний скелет», возникла во второй половине XIX века.

    Эдвард Сильвестер Эллис в своем романе 1868 года «Паровой человек в прериях» описал изобретение, по форме напоминающее человеческое тело и работающее на паровой тяге.

    Гениальный создатель этой чудо-машины Джонни Брейнерд, разместившись внутри такого костюма, мог с легкостью разгоняться до скорости в 100 км/ч. Чем он, собственно, и пользовался, охотясь на буйволов и распугивая дикарей.

Иллюстрация к произведению Эдварда Сильвестра Эллиса «Паровой человек в прериях» (источник: http://2.bp.blogspot.com)

  1. Благодаря комиксу «Железный человек» в 1961 году, когда персонаж Стэна Ли набирал популярность, Пентагон понял, чего им не хватает для успешного ведения боевых действий. Все просто. Им нужен костюм, превращающий человека в танк. Боец, облачившись в чудо-костюм, должен становиться быстрым, маневренным, выдерживать высокий уровень радиации, защищать от химического и биологического оружия. Но самое главное позволять переносить сверхтяжелые грузы.

Обложка комикса «Iron man» (источник: http://p3.storage.canalblog.com)

  1. «Hardiman» экзоскелет, созданный в 60-х, благодаря совместным усилиям инженеров из General Electric и United States military. Оператор такого костюма мог при усилии в 4,5 кг поднять вес в 110 кг. Однако сам «Hardiman» весил 680 кг, а при стыковке всех частей в полный экзоскелет костюм начинал производить интенсивные и абсолютно неконтролируемые движения, которые, испытывайся он на живом человеке, могли бы разорвать оператора на части.
Читайте также:  Обзор мероприятий по искусственному интеллекту, машинному обучению и ботам в москве

Рука от экзоскелета «Hardiman» (источник: http://cdn2.sbnation.com)Иллюстрированное изображение полного экзоскелета «Hardiman» (источник: http://livedoor.blogimg.jp)

  1. В начале 2000-х годов, после того как Пентагон выделил 75 миллионов долларов на разработку чуда-костюма, экзоскелет перестал быть фантастикой. Американская компания Sarcos разработала костюм «XOS», который удовлетворяет большей части требований Пентагона.

    Он улавливает сокращения мускулов оператора и переводит их в электрические сигналы, которые, в свою очередь, осуществляют движение устройства. По приблизительным подсчетам экзокостюм увеличивает силу человека в 20 раз. Но у него нет аккумуляторов, поэтому работает он исключительно от сети.

    Дальнейшее развитие XOS (которых уже, кстати, существует два вида) проводит компания Raytheon, поглотившая Sarcos.

Экзоскелет «XOS-1» (источник: http://robohub.org)Экзоскелет «XOS-2» (источник: http://geek-news.mtv.com)

  1. Японцы, чья поп-культура просто пронизана всевозможными гаджетами и робототехникой, в конце прошлого десятилетия активно приступили к разработкам своего экзоскелета. И первый костюм, представленный ими, получил название «HAL».

    Он был разработан фирмой Cyberdyne и, в отличие от американского «XOS», считывает сигналы с кожи человека при помощи сенсоров, отправляет их в компьютер, который уже определяет, какие сервоприводы активировать.

    «HAL» легче американского аналога и питается от подвешенного на поясе аккумулятора на 100 вольт, но физическую силу он увеличивает всего в пять раз.

Японский экзоскелет «HAL». В полной сборке на презентации (источник: http://www.tu.no)

  1. Основной проблемой солдата, за исключением, конечно, огня противника, является повышенная нагрузка на спину.

    Озаботившись этим, Lockheed Martin (основной подрядчик Пентагона) совместно с Parker Hannifin разрабатывают экзоскелет HULC (Human Universal Load Carrier), который призван увеличить мобильность солдата на поле боя. Отличительными особенностями этой разработки станет возможность носить ее под одеждой.

    Солдат, облаченный в «HULC», сможет переносить груз в 100 кг без особых трудностей на расстояние до 20 км. На данный момент разработка Human Universal Load Carrier находится на второй стадии развития.

Экзоскелет «HULC» (источник: http://peteredwards2012.files.wordpress.com)Лозунг компании Lockheed: «Безопасность вашей спины – наша забота» (источник: http://www.lockheedmartin.com)

  1. Lockheed планирует выпускать экзоскелет Mantis (Богомол). Он будет предназначен для применения в отраслях, где работникам нужно держать тяжелое оборудование продолжительное время. Он будет иметь специальную механическую руку, поглощающую всю тяжесть инструментов. Испытания уже показали 30% увеличения производительности. Американский военпром уже заинтересовался данным изделием.

Экзоскелет для рабочих Lockheed «Mantis» (источник: http://3.bp.blogspot.com)

  1. В феврале 2014 года президент США Барак Обама в одном из своих выступлений намекнул на то, что удалось создать настоящий костюм Железного человека (Iron man). Это заявление оказалось шуткой, однако лишь наполовину.

    Еще в мае прошлого года было заявлено о начале разработок сверхлегкого тактического атакующего экзокостюма TALOS (Tactical Assault Light Operator Suit). Он предназначен для повышения эффективности и защиты солдат, участвующих в спецоперациях.

    Облаченный в него солдат сможет видеть ночью и будет обладать большой физической силой. Также, благодаря ученым из Массачусетсткого технологического университета, новый экзокостюм будет оснащен «жидкой броней».

    Такая броня затвердевает за долю секунды из-за созданного вокруг нее силового поля. Теоретически это означает, что в TALOS можно передвигаться непосредственно под градом вражеских пуль.

Tactical Assault Light Operator Suit (T.A.L.O.S.) (источник: http://img.teknofil.no)TALOS на одной из военных конвенций (источник: http://1.bp.blogspot.com)

  1. Бортовые компьютеры будущих экзокостюмов будут не только оказывать помощь в принятии решений на поле боя, но и контролировать физическое состоянии оператора. Благодаря встроенным датчикам жизнеобеспечения командование всегда будет знать, кому из бойцов нужна срочная помощь.

Интерфейс как у Железного человека – это лишь дело времени (источник: http://3.bp.blogspot.com)

  1. Также, помимо шагающих экзоскелетов, разрабатываются и летающие версии. Компания Trek Aerospace разработала устройство Springtail. С помощью него солдат сможет подниматься в воздух и развивать скорость до 100 км/ч, а также зависать в воздухе на высоте нескольких тысяч метров.

Springtail (источник: http://www.trekaero.com)

  1. Если вы считаете, что подобные разработки ведутся только за рубежом, то вы глубоко заблуждаетесь. 20 августа 2013 года на «Дне инноваций Министерства обороны РФ» был представлен первый действующий образец экзоскелета для штурмовых отрядов. Данная модификация получила название ExoAtlet P-1 и создана для снятия нагрузки при переносе штурмового щита. Экзоатлет оснащен устройствами для фиксации и быстрого снятия 35-килограммового щита. При использовании этого экзокостюма у бойца освобождаются руки для ведения боя.

ExoAtlet P-1 (источник: http://www.exoatlet.ru)Первый отечественный экзокостюм (источник: http://www.exoatlet.ru)«ЭкзоАтлет» (источник: http://www.exoatlet.ru)

  1. На данный момент в России ведутся разработки экзоскелета для медицинских целей. В «ЭкзоАтлет Мед» сейчас открыт набор пилотов для ускорения реализации программы. Им может стать любой желающий с нарушениями опорно-двигательного аппарата и локомоторных функций. Просто нужно заполнить соответствующую анкету на официальном сайте.

Стань пилотом «ЭкзоАтлет Мед» (источник: http://www.exoatlet.ru)

  1. По-настоящему боевой экзоскелет еще так и не создан, а ученые уже придумали, чем его можно дополнить.

    Geckskin – это особая ткань, которая разработана по принципу лапок геккона и позволяет осуществлять сверхпрочное сцепление с любой поверхностью. Кусочек такой ткани размером с тетрадный лист может удержать более 300 кг.

    Следовательно солдат, облаченный в экзокостюм, сможет не только быть сильным, высоко прыгать и быстро бегать, но еще и карабкаться по отвесным стенам.

Geckskin, прикрепленная к стеклу, удерживает вес в 300 кг (источник: http://www.guns.com)

  1. Если вы, дочитав до этого момента, задались вопросом: «Почему до сих пор нет ни одного полностью рабочего и удовлетворяющего всем требований экзоскелета?» то задумайтесь, сколько стоит собрать хотя бы один такой прототип? Такая же схема, как с сотовыми телефонами, эволюционировавшими за 20 лет до смартфонов, здесь не пройдет. Слишком много технологий, механизмов, а также особых физических материй, которые не упростить за пару десятилетий.

Полноценные экзоскелеты пока еще остаются фантастикой (источник: http://static.megashara.com)

  1. Самой главной проблемой всех экзоскелетов является аккумулятор. Сейчас не существует более надежного и экономного способа хранения энергии, чем литиево-ионные батареи. Но у них тоже есть свой максимальный рубеж емкости, после которого они превращаются в бомбу. Поэтому до тех пор, пока не будет найден альтернативный и безопасный источник хранения большого количества энергии, экзокостюмы будут сильно ограничены в возможностях.

Пока только от сети (источник: http://naked-science.ru)

По ходу своего развития человечество всегда воплощало в реальность то, что до этого считалось лишь плодом фантазии, особенно если это касается средств ведения войны.

Поэтому нет никаких сомнений, что в обозримом будущем боевые действия будут вестись небольшими группами суперсолдат в экзокостюмах.

Тем более что, с точки зрения многих фантастов, это безопаснее, чем создавать сверхумных роботов, которые в итоге могут стать причиной уничтожения всего живого на Земле.

Источник: https://warspot.ru/970-zheleznyy-soldat-buduschego

Экзоскелеты будущего будут плотно прилегающими костюмами

Не так давно дети с редкой неврологической болезнью впервые получили возможность ходить, благодаря новому роботизированному экзоскелету.

Эти устройства — которые по сути являются роботизированными костюмами, придающими искусственное движение конечностям пользователя, — становятся все более распространенным способом помощи людям, не имеющим возможности использовать ноги для ходьбы.

Но в то время как современные экзоскелеты в основном неуклюжие, тяжелые устройства, новые технологии могут сделать их куда более простыми в использовании и более естественными. Вы уже, наверное, догадались, к чему все идет: к искусственной коже.

Обратите внимание

Экзоскелеты разрабатываются с 1960-х годов. Первый экзоскелет был громоздким набором ног и когтистых перчаток, лишь отдаленно напоминающий костюм «Железного человека». Он должен был использовать силу гидравлики в помощь промышленным работникам, чтобы те поднимали сотни килограммов веса.

Тот проект был неудачным и не работал, но последующие варианты становились все лучше и лучше.

Сегодня люди, наконец, могут использовать экзоскелеты для частичного усиления собственных возможностей, заново учиться ходить с их помощью или даже взаимодействовать с компьютерами, используя прикосновения или «тактильную» отдачу.

Обычно эти устройства состоят из цепи звеньев и силовых суставов, которые работают в паре с собственными костями и суставами человека. Искусственные конечности надежно крепятся к конечностям человека и продолжают его движения.

Управление экзоскелетом может осуществляться с помощью компьютера — например, если он выполняет подпрограмму физиотерапии — или за счет мониторинга электрической активности в мышцах пользователя и поддержки силы, которую они создают.

Тяжелый и болезненный

Несмотря на полвека исследований, экзоскелеты до сих пор не используются повсеместно.

Во многом это потому, что их было неудобно носить в течение длительных периодов времени, ведь тела людей отличаются от костюмов, которые делаются как одно прокрустово ложе.

Некоторые экзоскелеты лучше подходят к телу человека, но если роботизированные суставы и реальные суставы пользователя не будут поворачиваться синхронно, может возникнуть дискомфорт или боль. Все это усугубляется еще и жесткостью каждой части костюма.

Важно

Еще одна проблема, особенно у экзоскелетов для верхней части тела, заключается в их весе, поскольку их делают из прочных материалов, способных удерживать тяжелые веса и поддерживать тело. Современные костюмы также не очень хорошо справляются с изменениями температуры или дождем, что усложняет их использование в реальном мире. А с их внешним видом люди до сих пор не могут свыкнуться.

Чтобы сделать экзоскелеты более практичными и приятными на вид, нам понадобятся инновации: нам придется сделать их «второй кожей», а не гигантским роботизированным костюмом. Обычно экзоскелеты используют тяжелые электромоторы, но в качестве пневматических мускулов можно использовать и легковесные приводы.

Они могут прикладывать подобные усилия, что и электромоторы, только весить будут в разы меньше. Такие мускулы состоят из резиновой камеры, окруженной тканым рукавом. Под давлением они увеличиваются в диаметре и сокращаются в длине, толкая сустав.

И хоть сделаны они из легких материалов, они могут прикладывать силу, которой хватит для подъема многих сотен килограммов.

Мягкая робототехника

И все же даже эти легкие приводы должны крепиться к жесткой механической конструкции на теле пользователя. Ученые из Центра автономных систем и робототехники Университета Солфорда разрабатывают другую альтернативу: мягкую робототехнику.

Эта технология использует физически мягкие продвинутые материалы для тех же задач, которые выполняют традиционные жесткие роботизированные устройства.

Они особенно хорошо подходят для взаимодействия с людьми, поскольку мягкое зачастую означает легкое и при столкновении с человеком будет меньше шансов пораниться.

Недавно они разработали новый «мягкий континуумный привод», который изгибается подобно хоботу слона. В отличие от традиционного жесткого роботизированного сустава, встречая сопротивление в одной части тела, он будет изгибаться во всех направлениях по всей своей длине.

Надев костюм из плотно прилегающего к телу материала с такими приводами, мы могли бы получить мягкий экзоскелет, который сгибается точно в местах нахождения суставов носителя. Следовательно, костюм вполне подойдет разным пользователям без необходимости механически подгонять или калибровать его.

Плюс к этому система легкая, и ее можно носить как одежду вместо громоздкой механической рамы.

Экзоскелеты начинают продаваться на коммерческой основе, и мы, вероятно, увидим много новенького в грядущие годы. В 2012 году парализованная женщина Клэр Ломас даже завершила Лондонский марафон в экзоскелете.

Совет

Но остается много инженерных проблем, которые придется решить, прежде чем мы увидим широкое применение таких систем.

Как минимум нам нужен способ подпитывать эти костюмы без необходимости подключать к сети через каждые полчаса.

Источник: https://Hi-News.ru/robots/ekzoskelety-budushhego-budut-plotno-prilegayushhimi-kostyumami.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector