Lidé vždy snili o tom, že budou silnější, než ve skutečnosti jsou. A někteří z nich se pokusili splnit své sny: Prvním takovým vynálezem byla páka, pak blok a lano pro zvedání břemen. S pomocí těchto jednoduchých zařízení může člověk zvednout náklad mnohem těžší než jeho tělo. Ale chceš víc. Chtěl bych bez bloků a lan, bez pák, vlastníma rukama.
Ne. s vašimi rukama samozřejmě to nebude fungovat. Ale kdokoli to dokáže s exoskeletem.
Exoskelet je zesilovač lidských svalů, což je něco, co člověka mnohokrát posiluje - takové stroje jsou v armádě velmi potřebné.
Jeden voják v takovém exoskeletu může snadno nahradit tři nebo čtyři. Navíc může jednou ranou železné pěsti pravděpodobně rozdrtit zdivo. Jednodušší struktury lze použít v domácích podmínkách pro zvedání závaží a mohou také pomoci zdravotně postiženým a starším lidem s problémy s pohybovým aparátem. Pokud se kdykoli prodají cenově dostupné, zjednodušené exoskeletony, budou jistě populární u turistů, kteří milují kilometry běžecké turistiky.
Prvními ekoskeletony byly obyčejné berle, ale to pro lidi nestačilo. Chtěli vytvořit symbiózu člověka a stroje. Sen o tom, že se staneme silnějšími, než jsme my, byl přeměněn na obraz, který dostal toto podivné jméno - exoskepet,
EXOSKELETONY V FANTASTIC
Na začátku se exoskeletony objevily ve sci-fi románech. Ivan Efremov v románu „Mlhovina Andromeda“(1957) představil speciální „skákací kostry“. Autor je popisuje takto:
Propagační video:
"Ve vzduchovém uzávěru na výstupu byly předem připraveny biologické obleky a skákací kostry - ocelové, kožené rámy s elektrickým motorem, pružiny a tlumiče nárazů pro individuální pohyb se zvýšenou gravitací, které byly nošeny nad obleky."
Ale popisuje velmi procházku kolem planety s velkou gravitací:
"Bez mnoha tréninků bylo velmi obtížné koordinovat vaše vlastní tělo s pohybem pák ocelové kostry." Od této chvíle byla chůze doprovázena třesem a prudkým chvěním. Dokonce od krátkého pochodu, lidé Robert Heinlein používá exoskeleton pro vojenské účely V roce 1959, on psal román “Starship Troopers” (který vyhrál Hugo cenu rok poté, co to bylo psáno), ve kterém on ukazuje obrněný skafandr, nosit který osoba může běžet, skákat, létat s vestavěnými raketovými motory a mnoha dalšími užitečnými a málo užitečnými věcmi.
V roce 1987 vytvořil Stanislav Lem svůj poslední román, poté přestal psát beletrii a věnoval zbývajících devatenáct let svého života filozofii a literární kritice. Román se jmenuje "Fiasco", nyní nezáleží na tom, o čem je příběh, naším hlavním tématem jsou exoskeletony.
Lem o tom píše:
"Bolsheeovy procházky se staly ztělesněním exoskeletonového konceptu." který jako vnější zesilovač lidského tepla byl znám z mnoha prototypů dvacátého století. Vynález zůstal ve vývojové fázi, protože na Zemi pro něj nebylo využití. Tato myšlenka byla oživena během průzkumu sluneční soustavy. Objevily se stroje, přizpůsobené planetám, na kterých měly pracovat, místním úkolům a podmínkám … Více pohybu by nemělo způsobit náhlé pohyby - stejně jako je nemožné okamžitě zastavit křižník v moři nebo otočit výložník jeřábu jako vrtuli …"
Spisovatel byl samozřejmě trochu mylný - s největší pravděpodobností exoskeletové najdou aplikaci na Zemi a jednou budou k dispozici stejným způsobem, jakým jsou nyní k dispozici mobilní telefony. Téma exoskeletů také bliká ve filmech sci-fi. Doufám, že si všichni pamatují „Alien“, kde statečný Ripley bojuje s monstrem, když stojí uvnitř nakladače.
A pokud si vezmete film „Iron Man“(2008), pak je zcela věnován tématu exoskeletu.
Mohly by se uvést další příklady, ale prozatím se omezíme na výše uvedené.
Exoskelet z filmu "Avatar" (2009)
Kdy se objevil prototyp exoskeletonu? Mají právo na existenci? Proč ještě neexistují skutečně fungující modely těchto zázračných strojů, těchto zesilovačů našich svalů? Nyní to zkusíme přijít na to.
PRVNÍ SWALLOW
První polykání se ukázalo jako nemotorný hroch. První funkční exoskeleton vyvinul General Electric v šedesátých letech dvacátého století. Byla to těžkopádná struktura. Muž byl umístěn do tohoto ocelového stroje a připomínal obrovského železného kraba - pohyboval se velmi pomalu, dvě obrovské korýši drápy, které obsluha manipulovala, nereagovaly na příkazy a s velkými obtížemi se jim podařilo udržet je pod kontrolou Hydraulické drápy znamenaly čerpadla, která pohybují hydraulikou - již tak masivní Hardiman, jak se toto monstrum nazývalo, závisel na ještě větším periferii - elektrické generátory a pomocná zařízení, kterými byla vybavena poměrně velká místnost.
Návrh eximskelet Hardiman měl zvýšit sílu obsluhy třicetkrát, to znamená, že jedna osoba mohla nahradit celou toppu nakladačů. Alespoň jeden operátor uvnitř Hardimanu byl teoreticky schopen zvednout 1 500 liber. Armáda měla velké naděje na tento vývoj - Hardiman by byl velmi užitečný pro letadlové lodě pro nakládání bomb a raket. Ale sny se ne vždy splní - věci nepřekročily více než prototypy. V designu exoskeletu bylo několik významných nedostatků.
Zaprvé se nedokázal adekvátně pohybovat ani na rovném povrchu - s každým krokem riskovala obsluha pád a umírání pod hmotností tohoto stroje. Hardiman rozhodně odmítl chodit jako lidská bytost a jen málo obyčejných lidí by souhlasilo s ovládáním takového rozmarného muže. Druhá chyba - z plánovaných 700 kilogramů, Hardiman dokázal vytlačit pouze 300, a pokud vezmete v úvahu, že struktura vážila dvakrát tolik, pak to nelze nazvat rekordem. V roce 1970 byla provedena pouze jedna dráp, která také nebyla považována za velmi dobrý výsledek. A pokud vezmeme v úvahu kočár a malý vozík periferních zařízení, projekt vypadal úplně nekompromisně. Ještě dnes nebyla pro takové hromady nalezena žádná alternativa k přenosnému zdroji energie.
Už několik let snili - a to stačí V roce 1971 byl projekt Hardiman zmrazen kvůli nedostatku viditelných perspektiv rozvoje.
Poté se ve filmu Alien objevil pěší nakladač Caterpillar P-5000, který byl obratně ovládán poručíkem Ripleym. Tento zavaděč, který ve skutečnosti neexistuje, je založen na Hardimanu. Pouze ve filmu byly elektrické kabely ponechány v zákulisí a vůz je zobrazen jako plně autonomní nakladač. Přesně to, co chtěli řemeslníci z General Electric. Ale nemohli.
Lidé pokračovali ve svých pokusech o to, aby se sami stali kyborgy, opravdu se chtěli naučit hrát si se železnými svaly, cítit sílu jejich železného těla. Existují dva hlavní sny - naučit se létat a stát se silnými jako slon. Pokud se lidé naučili létat s pomocí padáků a padáků, to znamená, že se obejdou s minimem, pak ještě není možné se stát silným.
Po několika pokusech o vytvoření účinného exoskeletu došlo k dlouhé klidu. Pouze občas proklouzly projekty, které nepřesahovaly rámec papírů Whatman, a teprve nedávno se začaly objevovat pracovní modely. Pokud jsou exoskeptici pro obyčejné lidi se zdravotním postižením téměř připraveni vyrazit na svět, pak s vojenským vývojem je to stále úplná zastávka.
MODERNÍ SUŠIČKY XOS ROBO
Již několik let, od roku 2000, Sacros pracuje v oblasti MEMS a vyvíjí robotiku. 12. listopadu 2007 ji koupila americká společnost Raytheon, významný dodavatel americké armády. převzetí kontroly nad vývojem. Kromě exoskeletonů navrhla Sacros robotické figuríny a vytvořila také dinosaury pro film Jurassic Park.
Foto: joy4mind.com
Vystavení exoskeletu XOS bylo zjevně načasováno, aby se časově shodovalo s vydáním filmu Iron Man, a dokonce i Raytheonovy reklamy obsahovaly záběry z filmu. Jedna nejednoznačnost se jménem - všude, kde se tento exoskelet nazývá XOS - všude kromě Raytheona. Toto je zjevně jen zkrácené jméno v angličtině - Exosceleton.
Tento robot funguje přibližně stejným způsobem jako všichni ostatní tohoto typu. Má senzory, které registrují svalové kontrakce a přenášejí signály do motorů. A motory reagovaly rychle, ale osoba se vmáčkla do XOS. stále cítí mírné zpoždění pohybu. A co je nejdůležitější, exoskelet zvyšuje sílu člověka dvacetkrát. to znamená, že osoba může bez námahy zvednout náklad o hmotnosti 200 kg. Pravda, je nepravděpodobné, že by mohl takové zátěže nést na zádech, ale může tuto váhu stáhnout ze země.
Vývojáři nehlásili žádné podrobnosti, očividně se obávali konkurentů. A exoskelet není ještě plně dokončen, takže je příliš brzy na tečkování I.
Na displeji exoskeleton operátor, který si tento kostým oblékl - nebo. nebo spíše to bude řečeno, dostal jsem se do toho - co jsem neudělal! Udělal kliky s břemenem na zádech, vážil devadesát kilogramů, táhl různá závaží, šel po nakloněné rovině a také rychlými a přesnými pohyby porazil boxovací pytel. A to všechno udělal s takovou lehkostí, jako by chodil na ranní procházku.
Zpočátku je XOS určen pro armádu, tj. Pro nakládání munice, stejně jako pro účast na nepřátelských akcích. Stephen Jacobsen, ředitel a vedoucí projektu Sarcos, však doufá, že vynález najde své místo nejen pro vykládku práce, ale také pro pomoc lidem se zdravotním postižením.
Velkým problémem s tímto exoskeletem a mnoha dalšími je nedostatek přenosného zdroje energie. V této fázi lze XOS použít pouze na místech, kde lze připojit silným elektrickým kabelem. Pravděpodobně to bude jen vojenská skladiště munice.
Pokud budou v budoucnu vyřešeny problémy s energií, bude možné tyto obleky nosit v brnění - a získáte skutečného „Iron Man“. Válka však není nejlepším způsobem využití nových technologií. Doufejme, že tyto obleky budou použity především pro mírové účely.
* * *
Stalo se tak, že každý vynález, bez ohledu na to, jak smutně to může znít, se nejprve používá pro vojenské účely a teprve poté jej začnou používat civilisté. První kamenná sekera pravděpodobně nejprve otevřela nepřátelskou lebku a teprve poté začaly sekat větve kvůli požáru. Atom byl poprvé testován na Hirošimě. A bylo to mnohem klidnější.
Přestože existuje 11 výjimek - střelný prach byl původně používán pro zábavní ohňostroje, ve středověku začal zabíjet. Exoskeletony však nejsou výjimkou. Navzdory skutečnosti, že existuje mnoho mírového vývoje, to vše začalo armádními příkazy.
Už jsme mluvili o dvou exoskeletonech. Toto je první General Electric Hardiman, který se nikdy nenaučil létat, a oblek XOS od Sacros. Zatím to jsou jen prototypy se spoustou nedostatků, ale jednoho dne budou lidé řešit hlavní problémy, kvůli nimž v žádné armádě ještě takové man-tanky neexistují. Nyní je testování exoskeletonů spíše jako módní přehlídka a nejde dále, než pošpinění mola. Ale možná to bude trvat několik let - a vojáci se budou moci oblékat do robotických obleků.
HULC UNIVERSAL CARGO EXOSKELETON
HULC znamená exoskelet lidského univerzálního nosiče nákladu.
Na prototypu tohoto exoskeletu zpočátku pracovala kalifornská společnost Berkeley Bionics. Pracovala pro agenturu DARPA v rámci projektu zavádění špičkových technologií do vojenské sféry. Jejich exoskelet se jmenoval BLEEX (Berkeley Lower Extremity Exoskeleton). Po jejich vývoji ji však Lockheed Martin koupil a po provedení některých úprav vytvořil nový model založený na BLEEXu - exoskeletu HULC.
Začátkem roku 2009 se na Floridě konalo sympozium armádního zimního sympozia. Ukazuje výkonný exoskelet HULC Martin Lockheed Martin připravený k hromadné výrobě. Američané milují levné kresby - to od nich nemůžete vzít. Pokud byla ukázka exoskeletonu XOS Raytheonem a Sacrosem načasována tak, aby se časově shodovala s promítáním filmu Iron Man, pak by měl být HULC spojen se zeleným mužem z neuvěřitelného Hulkova bpokbusteru. Co mě nejvíce překvapuje, je to, že na takové PR nejezdí žádné okouzlující projekty, ale seriózní vojenské a průmyslové společnosti. No, dobře, nejde o to.
Exoskeletový vzorek vám umožní nést zatížení až 90 kg po dobu 1 hodiny při průměrné rychlosti téměř 5 km / ha možnost krátkodobých zrychlení až 16 km / h. Je poháněn lithium-polymerovou baterií, která váží pouze dva kilogramy. Plány na vybavení HULC jinými zdroji energie: Lockheed Martin vyvíjí generátor tichého tryskového paliva. Od takového generátoru může oblek HULC pracovat na jedné čerpací stanici až 3 dny, a to je v případě, že se voják pohybuje 8 hodin denně.
Zatímco oblek HULC je pouze o silných nohách a silném těle. Ještě se nedostal do ruky. Ale i přes to. již byl vytvořen speciální montážní systém, který vám umožňuje instalovat další vybavení na exoskelet, jako je brnění, různé senzory nebo dokonce těžký kulomet. Díky tomu všemu se voják bez pociťování velké váhy bude moci klidně pohybovat.
Exoskeleton HULC je kostí v hrdle tvůrců robotického obleku XOS. Pro začátek váží pouhých 55 kg (25 kg) a lze jej rychle nasadit, vyjmout a přepravit v malém kufru. Za druhé, HULC nepotřebuje silné boa kabely. Tvůrci tvrdí, že i když dojde baterie, HULC bude stále usnadňovat pohyb vojáka a kompenzovat otřesy a zátěž. A osoba v exoskeletu XOS s odděleným kabelem bude vypadat jako tanker v havarovaném tanku, z čehož by vyřazení z toho bez pomoci bylo problematické.
PISCES - SCUBA'S ROBO SUIT
Mnozí z nás rádi plavou pod vodou. A každý ví, že hodně lidského úsilí jde k překonání odporu vody, aby se síla proměnila v dopředný pohyb. Upřímně řečeno, neexistuje žádná účinnost - asi 3%. Když na nohy položíme ploutve, zvýšíme účinnost až o 10-15% - to je vše. Samozřejmě existují mechanická zařízení, která usnadňují plavání pod vodou. Ale teď už nejsou zcela relevantní. Jsou zastaralé. Pokud někdo viděl film „Diamantová paže“, pak si pravděpodobně pamatuje epizodu, ve které hrdina plave pod vodou pomocí mechanického torpéda. Stále se používají, ale tyto věci jsou příliš masivní a nelze je snadno najít.
Poté, co byly testovány exoskeletony XOS a HULC. Americká armáda přemýšlela o stejném robo-obleku, ale pouze pro potápěče. Konec konců, bojovníci bezpečnostní služby často musí přistát na těch nečekaných místech. A někdy je nejvhodnější to udělat na pobřeží - tiše a klidně vystoupit, skrýt potápěčské vybavení a - při útoku! Pokud však člověk zaplavil více než jeden kilometr pod vodou, pak jaký druh útoku je, je unavený, nemá sílu - žádný fyzický výcvik nepomůže. Zde armáda nařídila vědcům vyvinout exoskeleton pro potápěče.
POWERSWIM A RYBY - VÝSTAVY PRO POTÁPĚNÍ
Foto: 3dnews.ru
Výzkumníci z Ústavu pro lidské a strojové poznávání Peter Neuhaus a Jerry Pratt byli vyzváni, aby pracovali na vytvoření exosheletu. Jedná se o to. že tito odborníci na motorické funkce lidí a zvířat v roce 2004 vyvinuli prototyp exoskeletu pro plavání pod vodou - pak nepřemýšleli o armádě a udělali civilní model. Myšlenka byla velmi jednoduchá - malé motory jsou připevněny ke kyčlům a telatům, na zádech je baterie - nohy nejsou unavené, svaly se napjaté a dokud nevybije baterie, potápěč může plavat a plavat.
PISCES - Performance Improving Self Coniained Exoskeleton for Swimming - to je název nového exoskeletonu vyvinutého na základě starého modelu. Koncept je založen na imitativní fyziologii. Lidé často používají způsoby pohybu zvířat - tentokrát vědci zkopírovali pohyby delfínů a mořských želv. Mimochodem, jeden z prvních vývojů si půjčil způsob pohybu ve vodě od tučňáků a exoskelet byl vybaven tučňákovými křídly. Po některých výpočtech však delfíni a želvy stále vyhráli - i když jen proto, že delfíni používají pouze ocasy.
Exoskelet je na rozdíl od torpédových věží prakticky tichý a proto potápěč oblečený v podobném robotickém obleku. to bude docela obtížné odhalit. Za druhé, potápěč jednající pouze nohama („ocas) *“zcela uvolňuje ruce pro různé manipulace.
Nyní existují funkční modely, které se testují a zdá se, že vykazují dobré výsledky. Zpočátku jde samozřejmě pouze o obranný průmysl a Peter Neuhaus si je jistý, že v budoucnu bude možné vyrobit exoskeletony pro osoby se zdravotním postižením na základě PISCES.
EXO-WING JET MAN
Co nebudete slyšet v legendách a pohádkách. A létající koberce a křídla Icarus. A americká společnost Atair Aerospace vzala a vyrobila batoh letadla. Ve skutečnosti se tato společnost zabývá vývojem a výrobou zařízení pro dodávku zboží letecky. Padáky, padáky - to je jedna ze stran práce Atair Aerospace. Auta, která jsou dodávána na místo kluzáky - to je další kolo vývoje, a tak společnost v roce 2005 ukázala létající vůz "Chimera", který je po plánování schopen vzlétnout sám pomocí kluzáku. A ve vzduchu se vyvíjí rychlost až 65 km / h.
Foto: dekatop.com
Ale Atair Aerospace se rozhodl nezastavit u létajícího auta. A začala pracovat na vytvoření létajících lidí. A dostali mužské letadlo. Skutečný muž se skutečnými křídly a proudovými turbínami. EXO-Wing je název tohoto letadla. Vypadá to jako křídla se dvěma mikroturbiny. Tyto blatníky jsou vyrobeny z vysoce kvalitních kompozitních materiálů nové generace, které byly vyvinuty společností Atair Aerospace.
EXO-Wing je relativně lehký a lze jej sekat za zády jako batoh. Přístroj umožňuje člověku klouzat ve vzduchu. Nejprve to bude pravděpodobně použito v armádě a teprve poté bude použito pro civilní potřeby. Možná ho zemědělci použijí k postřikování polí chemií.
GRYPHONOVÝ PARACHUTNÍ SYSTÉM
Německý společný podnik tří společností - ESG, Dragee Aerospace a SPELC0. stejně jako německá společnost FreeSky - pracovali také na vytvoření lidského letadla. Tentokrát by měl být Gryphon bez tryskového tahu. Faktem je, že tyto společnosti vyvinuly tichý systém - v zásadě jde o padák, ale ne zcela obyčejný. Je vyrobeno z uhlíkových vláken a má tvar křídel. Je nasazen výsadkář na zádech a je určen pro skákání z letadla. Teoreticky by mělo umožnit výsadkářům odskočit na vzdálenost 200 kilometrů, když skočí z výšky 9 tisíc metrů. Bylo by to velmi výhodné - moderní padáky a padáky nemají takovou rezervu a během přistání bude letadlo určitě zaznamenáno, a proto jakákoli operace přistání zpočátku selže. S Gryphonem by mělo být vše jednodušší - letadlo před dosažením nepřátelského území upustí vojáky, kteří tiše a nepostřehnutelně překračují hranici.
Foto: alternathistory.livejournal.com
Podobné systémy již používala německá armáda od roku 2003, ale vzdálenost, kterou mohou tyto netopýři zvládnout, není větší než 60 kilometrů. Zdá se, že začali instalovat proudové motory na křídlech, což jistě pomůže překonat delší vzdálenosti. Dosud se konvenční padáky používají k přistání Gryphonu, ale vyvíjí se přistání bez padáků. Možná uspějí.
RUSKÝ EXOSKELETON FIGHTER-21
Foto: svagor.com
Proč neřeknout pár otočení o ruské armádě? Koneckonců, dříve to byla jedna z nejmocnějších armád jednoho z nejmocnějších států, bohužel se nyní uspořádání supu poněkud změnilo. Ruská armáda se nyní téměř neuvádí. A jak to lze citovat, když už dvacet let nebyl schopen držet krok se závodem ve zbrojení. To znamená, že téměř přestala pronásledovat. Ztráta o pět let později. Spadla za sebou. Ano, pokud jde o zavádění nových technologií, ruská armáda zaostává za západními nejméně o pět let, nebo dokonce více.
Ne, máme vynikající helikoptéry - "žraloky", "aligátory" a další, a existují i určité vývojové trendy do budoucna, ale po dvacet let to všechno prakticky zůstalo jen vývojovým vývojem. Plány, jak se říká, jsou obrovské, ale málo smyslné. Nevím, proč se to děje, a tomu nerozumím. Mluvím o něčem jiném.
Ne, naši vývojáři zelné polévky také nejsou bastardi. Všichni vědí, jak to udělat. Jen velmi pomalu. Není to tak dávno, Ministerstvo obrany Ruské federace začalo vyvíjet bojové vybavení zvané "Fighter-21 n." Není to opravdu exoskeleton. Toto je bojový oblek s exoskeletovými prvky, abych tak řekl, bylo by to správnější. Zdá se, že chtějí dokončit práce na vytvoření tohoto tanku v roce 2015, ale není známo, jak to vlastně vyjde.
Jedna věc mě potěší - na mezinárodní výstavě bezpečnostních systémů "Interpolitech-2009" v Moskvě bylo řečeno, že sada bojového vybavení druhé generace nebude mít po celém světě žádné analogy, pokud jde o účinnost. Slib potěší, ale není známo, zda tyto stejné kostýmy potěší v budoucnu.
Mimochodem, na stejné výstavě bylo řečeno, že souprava první generace bojového vybavení (bez prvků exoskeletonu) je již lepší než západní protějšky. Jediná škoda je, že to vše může snadno zůstat pouze experimentálními modely nebo být vyrobeno ve skromných dávkách. V takových situacích je veškerý tento vývoj bezcenné.
Přibližná investice do projektu bude asi 35 milionů USD. To je mnohem méně než náklady na vývoj Američanů - investují do takových projektů nejméně jeden a půl miliardy dolarů.
V této fázi je o projektu na palubě 2b známo jen velmi málo, což není překvapivé - armáda o utajovaných projektech předem neprozradí.
Málokdo tomu však věřil. že naši inženýři budou schopni vyrobit normálně fungující exoskeleton. Ne, vytvoří to, ale stěží budou schopni uvést do výroby. Výsledkem bude, že situace bude opět stejná jako u „žraloka“- tyto obleky mohou používat pouze elitní jednotky, a ani tehdy nebude dost pro každého. Tak žijeme.
„Věda a technologie“2012