Спасибо, что вы с нами!

Мечта о Железном человеке

Экзоскелеты: от простейших протезов до суперсложной брони и обратно

История экзоскелетов напоминает путь от попыток создать «усилитель человека», с которым люди могли бы поднимать тяжести, до доспехов, которые превращают человека в супермена и управляются силой мысли. А потом все вновь возвращается к первоначальной идее. «Чердак» вспоминает о том, как эта история развивалась.
Добавить в закладки
Комментарии
...

В 1963 году компания Marvel выпустила первый комикс с Железным человеком.

Его высокотехнологичная версия воинских доспехов стала, наверное, самым известным экзоскелетом, а суперспособности Тони Старка не дают покоя изобретателям. Например, британцу Ричарду Браунингу, который основал стартап Gravity Industries. Недавно он попал в Книгу рекордов Гиннеса, развив максимальную скорость 51,53 км/ч в созданном им костюме с реактивными двигателями.

Однако еще до Marvel идея объединить возможности человека и робота всерьез рассматривалась в Пентагоне, где в 1961 году проводился конкурс предложений по созданию «солдата с сервоприводом», который бы двигался быстрее и мог поднимать более тяжелые предметы, чем человек способен без дополнительных приспособлений.

Одновременно над созданием экзоскелета-«человекоусилителя» работали инженеры лаборатории аэронавтики Корнеллского университета, в частности Нейл Мицен (Neil Mizen). Экзоскелет должен был иметь сочленения с сервомоторами там, где находятся суставы у человека, так чтобы не стеснять естественных движений носителя. Питать конструкцию должен был двигатель внутреннего сгорания, который крепился бы на спину.

Мицен и его коллеги сделали и протестировали конструкцию экзоскелета, но до электрифицированной версии дело не дошло. Экзоскелет с моторами позже разработали инженеры компании General Electrics, проект назывался Hardiman.

Целиком конструкция должна была выглядеть так. Иллюстрация: патент на экзоскелет Брюса Фика из General Electrics

Предполагалось, что в таком экзоскелете, поднимая груз весом в 25 килограммов, человек будет ощущать его так, будто он весит всего 1 килограмм. При этом сама конструкция весила почти 700 килограммов.

Hardiman состоял из двух экзоскелетов: управляющего, который крепился к телу оператора, и подчиненного, который использовался собственно для поднятия тяжестей. В 1969 году разработчики успешно сделали руку экзоскелета.

В 1970-м — его нижнюю часть, однако в рамках контракта, который закончился в этом же году, им не удалось отладить конструкцию так, чтобы в ней можно было ходить.

До практического применения Hardiman дело не дошло, зато идея попала в фильм «Сидящие в засаде».

В 1980-х Джеффри Мур из Лос-Аламосской национальной лаборатории придумал экзоскелет Pitman для военного применения. Многослойная броня должна была защитить пехотинца от пуль, радиации, биологического и химического оружия, а самой сложной частью было управление — Мур предполагал, что для этого можно использовать магнитные поля, которые возникают при прохождении электрических сигналов в мозге и которые можно зарегистрировать снаружи черепа. В американской армии заинтересовались разработкой Мура, но развития она не получила.

Тем не менее с 1990-х Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) пыталось и пытается разрабатывать экзоскелеты в духе Железного человека. Дело доходило даже до экспериментальных образцов, таких как HULC и XOS, но пока все они были слишком громоздкими для практического применения.

Текущий проект называется TALOS, предполагается, что опытный образец будет готов в конце 2018 года. Несмотря на то что в разработке принимает участие компания Legacy Effects — та самая, которая создала костюм Железного человека для кино, — возможность создания полного экзоскелета, который превратил бы человека в супермена, остается под вопросом. Например, бывший американский сенатор Том Коберн включил проект TALOS в свою ежегодную «Книгу бессмысленных трат» в 2014 году.

Однако в реальной жизни экзоскелеты уже применяются. Просто они решают более простые задачи: помогают грузчикам поднимать тяжести, а инвалидам — ходить. В России этим занимается компания «Экзоатлет». Правда, экзоскелеты для парализованных людей стоят дорого: «Экзоатлет» — 1,5 миллиона рублей, зарубежные разработки — десятки тысяч долларов.

Наконец, в своем самом простом варианте экзоскелет — это просто механическая конструкция без всяких сенсоров и моторов, которая перераспределяет вес, поднимаемый человеком. Такую штуку, например, разработала компания Ford для своих работников. При сборке автомобилей работникам фабрик часто нужно подолгу стоять под машиной и держать инструмент над головой — разработанный для них экзоскелет крепится к поясу и уменьшает нагрузку на спину и плечи.

Это, конечно, далеко не доспехи Железного человека, но в таком максимально упрощенном и дешевом варианте экзоскелеты, по всей видимости, получат наибольшее распространение. По крайней мере до тех пор, пока люди не отдадут роботам всю физическую работу.

«Создание систем протезирования (Нейротехнологии)» — один из профилей Олимпиады НТИ для школьников.

Добавить в закладки
Комментарии
...
Вам понравилась публикация?
Расскажите что вы думаете и мы подберем подходящие материалы