IT ExpertМир технологийНаука и техника

Куда бредут экзоскелеты

Сергей Грицачук | 23.07.2015

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru

Куда бредут экзоскелеты

В чем назначение экзоскелетов

История технологии в массовой культуре

Куда бредут экзоскелеты


В чем назначение экзоскелетов

Основное назначение механического каркаса – позволить человеку невозможное: поднимать неподъемные тяжести, переносить их на расстояния и даже прыгать выше головы. Поможет он и людям с ограниченными возможностями. Экзоскелеты востребованы в медицине, логистике, строительстве, в научных и промышленных работах, не говоря уже о космической и военной сфере.

История технологии в массовой культуре

Первые упоминания технологии относятся к 1937 году. А в беллетристике пальма первенства принадлежит Роберту Хайнлайну (Robert Anson Heinlein), раскрывшему тему боевого скафандра в романе «Звездный десант» (1959 г.). Трудно сказать, каким образом пересеклись творчество знаменитого фантаста и симбиоз усилий Министерства обороны США и General Electric, но в 1960-е годы на свет появился робокостюм Hardiman. Он позволял оператору поднимать огромный груз, но сам весил 680 кг, а потому про него быстро забыли.

img

Однако эстафету успели подхватить авторы комиксов («Железный человек»). Не упустили момент и кинематографисты: вспомните ленты «Чужие», тот же «Железный человек» (по упомянутому комиксу), «Аватар», «Район № 9», «Элизиум», «Грань будущего» и многие другие.

img

«Грань будущего»

И конечно же, не забыли о чудесном одеянии творцы компьютерных игр. К примеру, ранцевые каркасы из “Halo”, костюм протагониста в “Crysis”. В том или ином виде технология экзоскелетов упоминается в двух десятках видеоигр.

Куда бредут экзоскелеты

В 1970-х югославу Миомиру Вукобратовичу удалось создать шагающий каркас для пациентов с параличом нижних конечностей. Его наработки по сей день используются в России (модель «ЭкзоАтлет») и других странах. Так, Human Universal Load Carrier, создаваемый Lockheed Martin в сотрудничестве с Berkeley Bionics, поможет солдату без особого напряга переносить до 140 кг груза. Продемонстрированные образцы работают в автономном режиме до 72 часов и, по всей видимости, первыми поступят на вооружение армии США.

img

HULC поможет солдату переносить до 140 кг груза

Еще один прототип боевого экзоскелета предложила Raytheon: ее XOS 2 при весе 80 кг обладает превосходными характеристиками координации и подвижности. Одетый в него солдат сможет поднять 90 кг, сохраняя достаточную динамику (обычно экзоскелеты весьма медлительны). Все это и правда впечатляет, если бы не одно но: XOS 2 функционирует только от розетки и не предполагает автономности.

img

У XOS 2 превосходные характеристики координации и подвижности

Berkeley Bionics работает над EXOHIKER, который при весе 10 кг поможет перенести до 50 кг груза и за счет встроенных солнечных батарей очень долго не требует подзарядки. Изначально модель разрабатывалась для путешественников: очевидно, именно этим обусловлено наличие модификации под названием EXOCLIMBER, которая позволяет прыгать и взбираться по ступенькам. Полученные наработки нашли применение в проекте экзоскелета Ekso: с его помощью парализованные люди могут не только стоять, но и ходить со скоростью 3 км/ч на протяжении шести часов (без подзарядки).

Подарить утраченную подвижность призван и ReWalk Rehabilitation. Этот «умный» протез весит 23,3 кг и работает под управлением Windows, позволяя хозяину сидеть, стоять и ходить. Костюм получил одобрение федеральных служб США и, скорее всего, будет рекомендован для коммерческого применения.

img

«Умный» протез позволяет хозяину сидеть, стоять и ходить

А вот серия HAL от японской Cyberdyne уже вовсю эксплуатируется: в программе испытаний принимают участие более 130 медицинских институтов. HAL-3 ориентирован на восстановление подвижности нижних конечностей, а HAL-5 делает то же самое еще и для рук и торса. В ближайшее время устройства начнут применять в Германии благодаря успешному прохождению сертификации. Ожидается, что их оценят в спасательных службах и строительстве.

img

Впрочем, рабочим предлагают и упрощенные варианты вроде семикилограммового Panasonic AWN-02 для погрузочно-разгрузочных работ. Его задача – не допустить травматического воздействия на позвоночник за счет равномерного распределения нагрузки: два привода и трубчато-ременной каркас увеличивают эффективность труда в несколько раз.

img

Panasonic AWN-02 предназначен для погрузочно-разгрузочных работ

Выводы

Экзоскелет, пожалуй, один из немногих персонажей фантастических романов, кому удалось получить путевку в жизнь. Правда, пока что мы с вами можем наблюдать в действии только прототипы, но они уже рабочие и в ближайшие годы встанут на вооружение ВС, спецслужб и медиков. Да, цена даже на самые простые модели высока (десятки тысяч долларов), но ведь, повторяю, это же опытные образцы. А неспешность внедрения обусловлена отсутствием как прочных и одновременно легких материалов, так и подходящих источников питания.

Журнал IT-Expert № 07/2015    [ PDF ]    [ Подписка на журнал ]

Об авторах

Сергей Грицачук

Сергей Грицачук

Обозреватель, аналитик, инженер-системотехник. Действительный член «Клуба экспертов Intel», сертифицированный специалист (Мюнхен) по сетевым и серверным технологиям с 1993 года. Компьютерами и сопутствующими решениями занимается с 1985-го, участник многочисленных выставок, обладатель наград за оригинальные схемотехнические и программные разработки. Первый диплом получил в 1984 году от «Патентного бюро» журнала «Юный техник». Увлекается охотой, рыбалкой, водно-моторным спортом. «Утомившись суетой цивилизации, предпочитаю уединенную жизнь вдали от нее. Все свободное время отдаю семье и детям».

Мероприятия

20.11.2018
Intel® Innovation Day – Осень 2018

Москва, Россия, г.Москва, Новинский бульвар, 8, стр.2 Лотте Отель Москва

20.11.2018
Oracle Cloud Day 2018

Москва, Технопарк «Сколково» Большой бульвар, д. 42, стр.1.

22.11.2018
Передача Audio, Video и KVM по IP: решения, опыт, истории успеха

Казань, пр. Фатыха Амирхана, 1A, комплекс «Казанская Ривьера».