Ljudje so vedno sanjali, da bodo postali močnejši, kot so v resnici. In nekateri so si skušali uresničiti svoje sanje: Prvi tak izum je bil vzvod, nato blok in vrv za dvigovanje tovora. S pomočjo teh preprostih naprav lahko človek dvigne tovor, veliko težji od svojega telesa. A hočeš še več. Rad bi brez blokov in vrvi, brez vzvodov, z lastnimi rokami.
Ne. z lastnimi rokami seveda ne bo šlo. Toda kdorkoli lahko to stori z eksoskeletom.
Eksoskelet je ojačevalnik človeških mišic, zaradi česar je človek mnogokrat močnejši - takšni stroji so v vojski zelo potrebni.
En vojak v takšnem eksoskeletu zlahka nadomesti tri ali štiri. Poleg tega lahko z enim udarcem svoje železne pesti verjetno razbije opečne zidake. V domačih pogojih za dvigovanje uteži se lahko uporabljajo enostavnejše konstrukcije, prav tako pa lahko pomagajo invalidom in starejšim ljudem s težavami z mišično-skeletnim sistemom. Če bodo cenovno dostopni, poenostavljeni eksoskeleti kdaj naprodaj, bodo zagotovo priljubljeni turisti, ki obožujejo kilometre pohodništva.
Prvi ekoskeletniki so bile navadne bergle, vendar to ljudem ni bilo dovolj. Želeli so ustvariti simbiozo človeka in stroja. Sanje o tem, da smo postali močnejši, kot smo, smo spremenili v podobo, ki je dobila to čudno ime - exoskepet,
EXOSKELETONI V FANTASTIKI
V začetku so se v znanstvenofantastičnih romanih pojavili eksoskeleti. Tako je Ivan Efremov v romanu Meglica Andromeda (1957) uvedel posebne "skakalne okostje". Tu jih opisuje pisatelj:
Promocijski video:
"V zračni zapornici na izhodu so bile vnaprej pripravljene biološke obleke in 'skakajoči okostji' - jekleni, usnjeni pokriti okvirji z elektromotorjem, vzmeti in amortizerji za posamezno gibanje s povečano težo, ki so jih nosili čez obleke."
Toda opisuje zelo sprehod po planetu z veliko težo:
"Brez veliko prakse je bilo zelo težko uskladiti svoje telo s premikanjem ročic jeklenega okostja. Od tega je hojo spremljalo tresenje in silovito tresenje. Tudi iz kratkega pohoda ljudje A Robert Heinlein uporabljajo eksoskelet za vojaške namene Leta 1959 je napisal roman "Starship Troopers" (ki je leto dni po tem, ko je bil napisan, osvojil nagrado Hugo), v katerem prikazuje oklepno vesoljsko obleko, v kateri nosi človek, da lahko teče, skače, letijo z vgrajenimi raketnimi motorji in še veliko več koristnih in ne zelo uporabnih stvari.
Stanislav Lem je leta 1987 ustvaril svoj zadnji roman, po katerem je nehal pisati leposlovje in preostalih devetnajst let svojega življenja posvetil filozofiji in literarni kritiki. Novela se imenuje "Fiasco", zdaj ni pomembno, o kateri zgodbi gre, naša glavna tema so eksoskeleti.
O tem piše Lem:
„Sprehodi z bolsheejem so postali utelešenje koncepta eksoskeleta. ki je bil kot zunanji ojačevalnik človeške toplote znan iz številnih prototipov dvajsetega stoletja. Izum je ostal na razvojni stopnji, saj ga na Zemlji ni bilo nobene koristi. Ta ideja je oživela med raziskovanjem osončja. Pojavili so se stroji, prilagojeni planetom, na katerih naj bi delali, lokalnim nalogam in razmeram … Več gibanja ne bi smelo narediti nenadnih premikov - tako kot je nemogoče takoj ustaviti križarka v morju ali vrteti strele žerjava kot propelerja …"
Seveda se je pisatelj malce zmotil - najverjetneje bodo eksoskeleti našli uporabo na Zemlji in nekega dne bodo na voljo tako, kot so zdaj na voljo mobilni telefoni. Tema eksoskeletov utripa tudi v znanstvenofantastičnih filmih. Upam, da se vsi spominjajo "Tujca", kjer se pogumni Ripley bori s pošastjo, medtem ko stoji znotraj nakladalca.
In če vzamete film "Iron Man" (2008), potem je v celoti namenjen temi eksoskeleta.
Lahko bi navedli druge primere, vendar se bomo za zdaj omejili na zgoraj.
Exoskeleton iz filma "Avatar" (2009)
Kdaj se je pojavil prototip eksoskeleta? Ali imajo pravico do obstoja? Zakaj še vedno ni zares delujočih modelov teh čudežnih naprav, teh ojačevalcev naših mišic? Zdaj pa poskusimo to ugotoviti.
PRVI SWALLOW
Prva pogoltnica se je izkazala za nerodnega povodnega konja. Prvi delovni eksoskelet je General Electric razvil v šestdesetih letih dvajsetega stoletja. Bila je okorna struktura. Človek je bil postavljen znotraj tega jeklenega stroja in je spominjal na ogromno železno rako - premikal se je zelo počasi, dva ogromna rakova kremplja, s katerimi je upravljal upravljavec, sta se na naročila odzvala nerad in z velikimi težavami mu je uspelo držati pod nadzorom. Hidravlični kremplji so pomenili črpalke, ki premikajo hidravliko - že tako masiven Hardiman, kot so ga poimenovali ta pošast, je bil odvisen od še večje velikosti periferije - generatorjev moči in pomožne opreme, ki je bila opremljena z dokaj veliko sobo.
Zasnova Hardimanovega eksoskeleta naj bi povečala moč operaterja za tridesetkrat, torej bi lahko ena oseba zamenjala celoten toppa nakladalcev. Vsaj en operater v Hardimanu je bil teoretično sposoben dvigniti 1500 funtov. Vojska je imela veliko upanja za ta razvoj - Hardiman bi bil zelo koristen na letalonosilke za nalaganje bomb in raket. A sanje se ne uresničijo vedno - stvari niso šle dlje od prototipov. V zasnovi eksoskeleta je bilo več pomembnih napak.
Najprej se ni mogel ustrezno premikati niti po ravni površini - z vsakim korakom je operater tvegal, da bo padel in umrl pod težo tega stroja. Hardiman je odločno zavrnil hojo kot človek in le malo normalnih ljudi bi se strinjalo, da bo vladal tako kapriciziranemu železnemu človeku. Druga napaka - od načrtovanih 700 kilogramov je Hardiman uspel iztisniti le 300, če upoštevate, da je konstrukcija tehtala dvakrat več, potem tega ni mogoče imenovati kot rekord. Do leta 1970 je delal samo en kremplje, kar tudi ni veljalo za zelo dober rezultat. In če upoštevamo prevoz in majhen voziček periferne opreme, se je projekt zdel popolnoma neperspektiven. Še zdaj ni bilo mogoče najti nobene druge možnosti za prenosni vir energije za tovrstne ograde.
Sanjali smo več let - in to je dovolj Leta 1971 je bil projekt Hardiman zamrznjen zaradi pomanjkanja vidnih razvojnih možnosti.
Nato se je v filmu Alien pojavil sprehajalni nakladalnik Caterpillar P-5000, ki ga je spretno vodil poročnik Ripley. Ta nakladalnik, ki v resnici ne obstaja, temelji na Hardimanu. Šele v filmu so električni kabli ostali za kulisami, avtomobil pa je prikazan kot popolnoma avtonomen nakladalnik. Točno tisto, kar so hoteli storiti obrtniki iz General Electric. Toda niso mogli.
Ljudje so nadaljevali poskuse, da bi postali kiborgi, resnično so se želeli naučiti igrati z železnimi mišicami, začutiti moč svojega železnega telesa. Obstajata dve glavni sanje - učiti se letenja in postati močan kot slon. Če so se ljudje naučili leteti s pomočjo padal in jadralnih padalcev, torej narediti minimalno, potem še ni mogoče postati močan.
Po več poskusih ustvarjanja učinkovitega eksoskeleta je prišlo do dolgega zatišja. Le občasno so projekti zdrsnili mimo, ki niso presegli tega papirja, in šele pred kratkim so se začeli pojavljati delujoči modeli. Če so eksoskeptiki za navadne invalide že skoraj pripravljeni na odhod v svet, potem je to z vojaškim razvojem še vedno popoln postanek.
MODERN XOS ROBO obleke
Sacros že nekaj let, od leta 2000, deluje na področju MEMS in razvija robotiko. 12. novembra 2007 jo je kupilo ameriško podjetje Raytheon, glavni dobavitelj ameriške vojske. prevzem nadzora nad razvojem. Poleg eksoskeletov je Sacros zasnoval robotske manekenke, ustvaril pa je tudi dinozavre za film Park Jurja.
Foto: joy4mind.com
Prikazovanje eksoskeleta XOS je menda sovpadlo z izdajo filma Iron Man in celo reklame Raytheon so vsebovale posnetke iz filma. Ena dvoumnost z imenom - povsod, razen Raytheona, se ta eksoskelet imenuje XOS. Očitno je to le skrajšano ime v angleščini - Exosceleton.
Ta robot deluje približno enako kot vsi drugi te vrste. Ima senzorje, ki registrirajo krčenje mišic in oddajajo signale motorjem. In motorji hitro reagirajo, a oseba se je stisnila v XOS. še vedno čuti rahlo zamudo pri gibanju. In kar je najpomembneje - eksoskelet dvajsetkrat poveča moč človeka. to pomeni, da lahko oseba brez truda dvigne tovor, ki tehta 200 kg. Res je, da verjetno ne bo mogel nositi takšnih tovorov na hrbtu, vendar lahko to težo potegne s tal.
Razvijalci niso sporočili nobenih podrobnosti, očitno se bojijo tekmecev. In eksoskelet še ni dokončno oblikovan, zato je še prezgodaj za piko na I.
Na prikazovalniku eksoskeleta operater, ki je oblekel ta kostum - oz. ali bolje rečeno, ujel sem se - česar nisem storil! Naredil je potiske z bremenom na hrbtu, ki je tehtal devetdeset kilogramov, vlekel je različne uteži in hodil po nagnjeni ravnini, prav tako pa je s hitrimi in natančnimi gibi premagal torbo za prebijanje. In vse to je naredil s tako lahkoto, kot da bi šel na jutranji sprehod.
Sprva je XOS zasnovan tako za vojaško, torej za nalaganje streliva, kot tudi za sodelovanje v sovražnostih. Vendar Stephen Jacobsen, Sarcos direktor in vodja projekta, upa, da bo izum našel svoje mesto ne le za razkladanje dela, ampak tudi za pomoč invalidnim osebam.
Velika težava tega eksoskeleta in mnogih drugih je pomanjkanje prenosnega vira energije. Na tej stopnji je XOS mogoče uporabiti le na mestih, kjer ga je mogoče povezati z debelim električnim kablom. Verjetno zaenkrat bodo to le skladišča vojaškega streliva.
Če bodo težave z napajanjem v prihodnosti odpravljene, lahko takšne obleke nosite v oklepu - in dobite pravega "železnega človeka". Vendar pa vojna ni najboljši način uporabe novih tehnologij. Upajmo, da se bodo te obleke uporabljale predvsem v miroljubne namene.
* * *
Tako se je zgodilo, da vsak izum, ne glede na to, kako žalostno se zdi, najprej najde uporabo v vojaške namene in šele nato ga začnejo uporabljati civilisti. Prva kamnita sekira je najbrž najprej odprla sovražnikovo lobanjo in šele zatem so začeli sekati veje za požare. Atom so prvič preizkusili na Hirošimi. In to je postalo mirno veliko pozneje.
Čeprav obstaja 11 izjem - smodnik je bil prvotno uporabljen za zabavni ognjemet, so ga začeli ubijati v srednjem veku. Toda eksoskeleti niso izjema. Kljub temu, da je veliko mirnih dogodkov, se je vse začelo z ukazi vojske.
Govorili smo že o dveh eksoskeletih. To je prvi General Electric Hardiman, ki se ni nikoli naučil leteti, in XOS obleka Sacros. Zaenkrat so to le prototipi s kopico pomanjkljivosti, vendar bodo nekoč ljudje rešili glavne težave, zaradi katerih v nobeni vojski še ni takšnih človeških tankov. Zdaj je testiranje eksoskeletov bolj kot modna revija in ne gre dlje od tega, da bi razvrednotili modno pista. Morda pa bo minilo nekaj let - in vojaki se bodo lahko oblekli v robotske obleke.
HULC UNIVERSAL CARGO EXOSKELETON
HULC pomeni eksoskelet človeškega univerzalnega nosilca.
Sprva je kalifornijsko podjetje Berkeley Bionics delalo na prototipu tega eksoskeleta. Za agencijo DARPA je delala v okviru projekta uvajanja visokih tehnologij v vojaško sfero. Njihov eksoskelet se je imenoval BLEEX (Berkeley spodnji ekstremnost eksoskelet). Toda po njihovem razvoju jih je Lockheed Martin odkupil in po nekaterih spremembah ustvaril nov model na osnovi BLEEX-a - eksoskelet HULC.
V začetku leta 2009 je bil na Floridi organiziran zimski simpozij vojske. Pokaže eksoskelet HULC moči Lockheed Martin, pripravljen za množično proizvodnjo. No, Američani imajo radi poceni risbe - tega jim ne morete odvzeti. Če bi predstavitev eksoskeleta XOS Raytheona in Sakrosa časovno sovpadla s prikazovanjem filma Iron Man, bi bilo treba HULC povezati z zelenim moškim iz bpokbusterja Incredible Hulk. Najbolj me preseneča to, da na takšen PR ne gredo nekateri glamurozni projekti, ampak resna vojaško-industrijska podjetja. No, ok, ne gre za to.
Vzorec eksoskeleta vam omogoča, da 1 uro nosite tovor do 90 kg s povprečno hitrostjo skoraj 5 km / h in možnostjo kratkotrajnih pospeškov do 16 km / h. Napaja ga litijeva polimerna baterija, ki tehta le dva kilograma. Načrti za opremljanje HULC z drugimi viri energije: Lockheed Martin razvija tihi generator jet goriva. Iz takega generatorja lahko obleka HULC na eni bencinski črpalki deluje do 3 dni, in to v primeru, če se vojak giblje 8 ur na dan.
Medtem ko obleka HULC govori samo o močnih nogah in močnem telesu. To še ni prišlo na roko. Toda kljub temu. že je bil ustvarjen poseben sistem za pritrditev, ki vam omogoča, da na eksoskelet namestite dodatno opremo, kot so oklep, različni senzorji ali celo težka mitraljeza. Ob vsem tem se bo vojak, ne da bi čutil velike teže, lahko mirno premikal.
Eksoskelet HULC je kost v grlu ustvarjalcev robotske obleke XOS. Za začetek tehta le 55 funtov (25 kg) in ga je mogoče v majhnem kovčku hitro natakniti, odstraniti in prenašati. Drugič, HULC ne potrebuje debelih boa kablov. Tretjič, ustvarjalci trdijo, da bo HULC še vedno olajšal gibanje vojaka in kompenziral udarce in obremenitve, človek v eksoskeletu XOS z odrezanim kablom pa bo izgledal kot tanker v razbitem cisterni, izstopanje iz katerega brez pomoči bi bilo problematično.
PISCES - Robojska obleka SCUBA
Mnogi od nas radi plavamo pod vodo. In vsi vemo, da veliko človeškega truda gre v premagovanje upora vode, da bi silo spremenili v gibanje naprej. Iskreno povedano, ni učinkovitosti - približno 3%. Če postavimo plavuti na noge, bomo povečali učinkovitost do 10-15% - to je vse. Seveda obstajajo mehanske naprave za lažje plavanje pod vodo. Toda zdaj niso več tako pomembni. Zastareli so. Če je kdo videl film "Diamantna roka", se verjetno spomni epizode, v kateri junak s pomočjo mehanskega torpeda plava pod vodo. Še vedno so v uporabi, vendar so te stvari preveč množične in jih je enostavno najti.
Po testiranju eksoskeletov XOS in HULC. ameriška vojska je razmišljala o isti obleki robotov, vendar le za potapljače. Navsezadnje morajo borci varnostnih služb pristati na najbolj nepričakovanih krajih. In včasih je to najprimerneje to storiti na morski obali - tiho in mirno izstopite, skrijete orodje za potapljanje in - v napadu! Če pa je človek več kot en kilometer plaval pod vodo, potem je kakšen napad tam, je utrujen, nima moči - noben fizični trening ne bo pomagal. Tu je vojska znanstvenikom naročila, naj razvijejo eksoskelet za potapljače.
POWERSWIM IN PISCES - EXOSKELETONI ZA ROK
Foto: 3dnews.ru
Raziskovalca z Inštituta za človeško in strojno kognicijo, Peter Neuhaus in Jerry Pratt, so bili povabljeni k sodelovanju pri ustvarjanju eksoleta. Stvar je. da so ti strokovnjaki za motorične funkcije ljudi in živali leta 2004 razvili prototip eksoskeleta za plavanje pod vodo - takrat niso razmišljali o vojski in so naredili civilni model. Ideja je bila zelo preprosta - majhni motorji so pritrjeni na boke in teleta, akumulator na hrbtu - noge se ne utrudijo, mišice se ne napnejo, in dokler baterije ne zmanjka, lahko potapljač plava in plava.
PISCES - Izboljšanje zmogljivosti samokoničnega eksoskeleta za plavanje - to je ime novega eksoskeleta, ki je bil razvit na podlagi starega modela. Koncept temelji na imitativni fiziologiji. Ljudje pogosto sprejemajo živalske načine gibanja - tokrat so raziskovalci prepisali premike delfinov in morskih želv. Mimogrede, eden prvih razvojnih poti si je s pingvini izposodil način gibanja v vodi, eksoskelet pa je bil opremljen s pingvinimi krili. Toda po nekaterih izračunih so delfini in želve še vedno zmagali - pa čeprav zato, ker delfini uporabljajo samo svoje repo.
Eksoskelet je, za razliko od torpednih stolpov, praktično tih in zato potapljač, oblečen v podobno robotsko obleko. ga bo precej težko zaznati. Drugič, potapljač, ki deluje samo z nogami ("rep" *), popolnoma sprosti roke za različne manipulacije.
Zdaj obstajajo delujoči modeli, preizkušajo se in zdi se, da kažejo dobre rezultate. Seveda sprva vse gre v obrambno industrijo in Peter Neuhaus je prepričan, da bodo v prihodnosti na osnovi PISK lahko izdelali eksoskele za invalide.
ČEZMEŽ EXO-WING JET
Česa ne boste slišali v legendah in pravljicah. In leteče preproge in krila Icarusa. In ameriško podjetje Atair Aerospace je vzelo in izdelalo nahrbtnik z letalom. Pravzaprav se to podjetje ukvarja z razvojem in ustvarjanjem opreme za dostavo blaga po zraku. Padalci, padalci - to je ena od strani dela Atair Aerospace. Avtomobili, ki jih do kraja pripeljejo jadralni padalci - to je še en razvojni korak, zato je podjetje leta 2005 pokazalo leteči avtomobil "Chimera", ki se po načrtovanju lahko sam vzame z jadralnim padalom. In v zraku razvije hitrost do 65 km / h.
Foto: dekatop.com
Toda Atair Aerospace se je odločil, da se ne bo ustavil pri letečem avtomobilu. In začela je delati na ustvarjanju letečih ljudi. In dobili so človeško letalo. Pravi moški s pravimi krili in reaktivnimi turbinami. EXO-Wing je ime tega letala. Videti je ravno kot krila z dvema mikroturbinama. Ti blatniki so narejeni iz visokokakovostnih kompozitnih materialov nove generacije, ki jih je razvil Atair Aerospace.
Kril EXO-je razmeroma lahek in ga lahko kot nahrbtnik kosite za hrbtom. Aparat omogoča, da človek drsi po zraku. Najprej ga bodo verjetno uporabljali v vojski in šele nato ga bodo uporabljali za civilne potrebe. Mogoče ga bodo kmetje uporabili za brizganje polj s kemijo.
GRYPHON PARACHUTE SISTEM
Nemško skupno podjetje treh podjetij - ESG, Dragee Aerospace in SPELC0. pa tudi nemško podjetje FreeSky - je sodelovalo tudi pri ustvarjanju človeškega letala. Tokrat naj bi bil Gryphon brez curka. Dejstvo je, da so ta podjetja razvila tihi sistem - načeloma je to padalo, samo ne čisto navaden. Narejena je iz ogljikovih vlaken in ima obliko kril. Postavljen je na padalca na hrbtu in je namenjen skokom z letala. Teoretično bi moral omogočiti padalcem, da skačejo na razdalji 200 kilometrov pri skoku z višine 9 tisoč metrov. Bilo bi zelo priročno - sodobni padalci in jadralni padalci nimajo takšne rezerve in med pristankom bo letalo zagotovo opaženo, zato bo vsaka operacija pristajanja sprva neuspešna. Z Gryphonom bi moralo biti vse lažje - letalo, preden doseže sovražno ozemlje, spusti čete, ki tiho in neopazno prečkajo mejo.
Foto: alternathistory.livejournal.com
Podobne sisteme nemška vojska uporablja že od leta 2003, vendar razdalja, ki jo lahko preletijo ti netopirji, ni večja od 60 kilometrov. Zdi se, da so na krila začeli nameščati reaktivne motorje, kar bo zagotovo pomagalo pri premagovanju daljših razdalj. Za pristanek Gryphona se za zdaj uporabljajo običajna padalca, vendar se razvija pristanek brez padala. Mogoče jim bo uspelo.
RUSIJSKI EXOSKELETON FIGHTER-21
Foto: svagor.com
Zakaj ne bi rekli nekaj vrtljajev o ruski vojski? Navsezadnje je bila prej ena najmočnejših vojsk ene najmočnejših držav, žal pa se je zdaj ureditev jastreba nekoliko spremenila. Ruske vojske zdaj skoraj ne citirajo. In kako se lahko navaja, ko že skoraj dvajset let ne more slediti dirki z orožjem. Se pravi, skoraj je nehala loviti. Tkanine pet let pozneje. Zaostaja. Da, po uvedbi novih tehnologij ruska vojska zaostaja za zahodnimi za najmanj pet let ali celo več.
Ne, imamo odlične helikopterje - "morske pse", "aligatorje" in druge, za prihodnost pa je celo nekaj dogodkov, a že dvajset let vse to praktično ostaja samo osnova. Načrti so, kot pravijo, ogromni, a malo smisla. Ne vem, zakaj se to dogaja, in tega ne bom razumel, govorim o nečem drugem.
Ne, naši razvijalci zelne juhe prav tako niso barabe. Vsi vedo, kako to storiti. Le zelo počasi. Nedolgo nazaj je Ministrstvo za obrambo Ruske federacije začelo razvijati bojno opremo, imenovano Fighter-21 n. V resnici ni eksoskelet. To je bojna obleka z elementi eksoskeleta, tako rekoč, bolj pravilno bi bilo. Zdi se, da želijo leta 2015 dokončati delo pri ustvarjanju tega rezervoarja, ni pa znano, kako se bo dejansko izšlo.
Ena stvar me veseli - na mednarodni razstavi varnostnih sistemov "Interpolitech-2009" v Moskvi je bilo rečeno, da komplet bojne opreme druge generacije po učinkovitosti ne bo imel analogij po vsem svetu. Obljuba ugaja, ni pa znano, ali bodo ti isti kostumi ugajali tudi v prihodnje.
Mimogrede, na isti razstavi je bilo rečeno, da je komplet prve bojne opreme (brez elementov eksoskeleta) že boljši od zahodnih kolegov. Škoda je le, da vse to zlahka ostane le v poskusnih modelih ali pa se proizvaja v redkih serijah. V takšnih situacijah so vsi ti dogodki brez vrednosti.
Približni znesek naložb v projekt bo približno 35 milijonov dolarjev. To je veliko manj kot stroški razvoja Američanov - v take projekte vlagajo vsaj milijardo in pol dolarjev.
Na tej stopnji je zelo malo znanega o projektu na krovu-2b in to ni presenetljivo - vojska o tajnih projektih ne bo povedala vnaprej.
Vendar so le malokdo verjeli v to. da bodo naši inženirji lahko naredili normalno delujoč eksoskelet. Ne, ustvarili ga bodo, a težko ga bodo dali v produkcijo. Posledično bo situacija spet enaka kot z "morskim psom" - le elitne enote bodo lahko uporabljale te obleke in tudi takrat jih ne bo dovolj za vse. Tako živimo.
"Znanost in tehnologija" 2012