Инфицированы будущим
При поддержке

Прогностика — наука для предсказания будущего. Философия ставит две проблемы прогнозирования (футурологии): первая — будущее не существует как объект, вторая — прогнозирование как исследование тенденций развития бытия — не есть наука. В то же время любая теория, любая форма общественного сознания предполагает размышления о будущем, без надежды на будущее нет смысла настоящего.

Архив → Экзоскелет: расширяем способности человека

" - Перед вами ускорительные костюмы Delta-6
  - И что они ускоряют?
  - Вас. Будете быстрее бегать, выше прыгать и драться сильнее любого врага. С ног до головы гидравлика и пневматика высокого давления."


В качестве эпиграфа я представил диалог героев фильма "Бросок кобры". Именно в этих костюмах два главных героя-вояки разносили Париж в клочья. Вообще, идея суперкостюмов не нова и давно живет в кинематографе и игровой индустрии. В науке же такие костюмы называются "экзоскелет" или "экзокостюм" и уже реально существуют в нашей жизни. В этой статье я представил небольшой обзор экзокостюмов и попытался наметить перспективы их развития и использования.

Cyberdyne-HAL-exoskeleton-for-sale-thumb-550x400-16313.jpg

Для начала определимся с терминологией. Приставка экзо- означает "находящийся вне чего-то, снаружи". Термин "экзоскелет" буквально означает "опорный каркас, находящийся вне тела". Термин "экзокостюм" используется как синоним слову "экзоскелет", но он скорее означает не каркас, а некоторую разновидность одежды: сакфандр, доспехи, просто экипировку. И всё же мы будем считать эти понятия взаимозаменяемыми. Так все делают :)

Зачем нужны подобные конструкции?
Человеческое тело весьма неохотно поддается апгрейду, и чтобы поднять штангу в 100 килограмм нужны годы тренировок в спортзале. Экзоскелеты позволяют расширить возможности человека, сделать его сильнее, быстрее, некоторые даже позволяют летать.

Экзоскелеты в нашей жизни.

Power Loader (официальная страничка) (статья на trendclub)

power_loader.jpg
Данный экзоскелет разработан японской компанией и представляет собой массивную конструкцию (~230кг) из алюминиевого сплава. Он позволяет поднимать и перемещать грузы весом до 100кг. Человек как бы вставляется в робота, и управляет этим костюмом посредством специальных джойстиков. Решение весьма интересное, но не самое, на мой взгляд, удачное. Power Loader предполагается использовать как помощь рабочим на складах, доках, шахтах. Свое имя экзоскелет получил благодаря сходству с подобным устройством из фильма "Чужие".

HULC (официальная страничка)
Известная американская компания Locheed Martin разработала экзоскелет HULC (Human Universal Load Carrier), который должен помочь американским солдатам в переноске грузов.

mfc_hulc_photo1.jpgmfc_hulc_photo2-.jpg

По заявлениям разработчиков, при приложении минимальных усилий человек сможет нести груз в 90кг. HULC снижает энергетические затраты организма, а соответствие движений человека и костюма обеспечивает бортовой компьютер. Литиво-полимерных батарей хватает для одого часа путешествия со скоростью 5км/ч с грузом 90кг.

XOS Exoskeleton

xos-3.jpg
Экзоскелет XOS от компании Sarcos (ныне компания принадлежит Raytheon) выглядит действительно грозным и без человека похож на человеческий скелет.

xos_1.jpg

Он увеличивает силу человека и позволяет с минимальной затратой сил переносить тяжелые физические нагрузки. XOS обладает продвинутой системой связи человека с механической частью, благодаря чему движения пилота и машины практически синхронны. Датчики мускульной активности со всех частей тела передают информацию на бортовой компьютер (находится на спине экзоскелета), который координирует все действия экзоскелета. В результате этого человек практически не испытывает усталости при физических нагрузках.

xos-2.jpg

Узким местом данной конструкции является огромное энергопотребление и ограниченность движений пилота.

EXO-Wing

exo-wing_4.jpgexo-wing_2.jpg
А вот это очень интересная разработка. Этот экзокостюм не дает человеку сил или выносливости, зато он позволяет летать. EXO-Wing от Atair выполнен из качественных композитных материалов и настолько легок, что почти не чувствуется за спиной! Вместе с тем, конструкция крыльев необычайно прочна, а пара микротурбин вкупе с крыльями позволяют человеку планировать в воздухе на несколько километров.

exo-wing_3.jpgexo-wing_1.jpg

Cyberdyne HAL (официальная страничка)
HAL (Hybrid Asistive Limb - "гибридные вспомогательные конечности") представляет собой внешний каркас для человеческого тела, предназначенный для повышения мускульных усилий.

hal_2.jpg
Когда человек пытается двигаться, мозг посылает электрические импульсы к мышцам. Когда они доходят до мышц, на коже можно зарегистрировать слабые биоэлектрические сигналы. Специальные датчики считывают эти сигналы с кожи, а компьютер анализирует, какой силы необходимо совершить действие. Необходимое количество энергии поступает к сервомоторам, и они выполняют необходимое действие.

hal_scheme.jpg
Технические характеристики:
Высота: 160см
Вес: 23кг (облегченный вариант - 15кг)
Питание: аккумуляторные батареи (AC100V)
Время работы: 2ч 40мин при нормальной нагрузке

hal-lite.jpg
Надо сказать, что костюм компенсирует свои вес, и поэтому тяжесть костюма не ощущается. Предполагается, что Cyberdyne HAL поможет людям со слабыми мышцами полноценно передвигаться; также возможно использование костюма в сферах деятельности, связанных с тяжелым физическим трудом.


Это, на мой взгляд, наиболее интересный вариант экзоскелета: начато его серийное производство и он находится в доступной продаже. Цена - $4200.

Российская разработка.
В нашей стране тоже ведутся кое-какие разработки в этой сфере. На 2015 год заявлен выпуск новой боевой экипировки для российской армии под названием "Боец-21", на эти цели из бюджета выделено около $35млн. "Боец-21" должен весить всего 22 килограмма (вес нынешней экипировки - 36кг), в него войдут усовершенствованные системы поражения, защиты, управления, жизнеобеспечения и энергообеспечения. Для пущей эффективности планируется добавить в экипировку элементы экзоскелета (по всей видимости, нечто вроде американского HULC), которые снимут часть нагрузки с опорно-двигательного аппарата бойца. Также экипировка будет содержать новейшую броню, созданную с применением нанотехнологий. Предполагается, что "Боец-21" будет использоваться военнослужащими ВДВ, сухопутных войск и морской пехоты.

 

Что в перспективе?

А в перспективе - последующее усовершенствование. Самым узким местом в экзоскелетах на данный момент является энергопотребление, некоторые костюмы просто не могут оторваться от питающего кабеля :) Далее, необходимо поработать над системой взаимодействия человека с костюмом. Наиболее перспективные технологии такого взаимодействия сейчас представлены в костюмах Cyberdyne HAL и XOS от Sarcos.
Можно также ожидать и расширения функционала экзоскелетов. Тут предлагаю вспомнить костюм наемных убийц Джанго и Бобы Фета из Star Wars - те позволяли владельцам летать, повышали их силу и выносливость и обладали широким арсеналом оружия (ракеты, ножи, бластер, гарпуны, огнемет).
В общем, экзоскелетам есть куда совершенствоваться и развиваться далее.

crysis.jpg

 

Сферы применения

Ну тут всё ясно: военная и правоохранительная сферы, сферы, связанные с тяжелым физическим трудом, медицина (адаптация пациента после опреации с тем же Cyberdyne HAL), протезы... Предлагая вам в комментариях порассуждать на эту тему.

Вместо выводов

Во многих странах именно военная сфера является самой финансируемой. Военная сфера всегда остро нуждается в самых передовых технологиях. Именно эти два фактора объясняют высокую заинтересованность экзокостюмами у военных. Экзоскелеты дороги, ресурсо- и наукоёмки, но эффект от их использования должен оправдать все затраты. Еще бы! Ведь бойцы, облачённые в экзокостюмы, сильнее, быстрее своих врагов, стреляют точнее и защищены лучше.
Все же радует, что экзоскелеты разрабатываются и для мирных целей, самые яркие примеры - Cyberdyne HAL и Power Loader. Хотя если тот же Power Loader обвесить хорошей броней и оснастить пулеметом, то вполне можно получить нечто вроде боевого костюма из недавно отшумевшего фильма "Аватар"...

 

  46

Комментарии

>>Во многих странах именно военная сфера является самой финансируемой. Военная сфера всегда остро нуждается в самых передовых технологиях
Дада, опять гонка вооружений. И все друг у друга будут не только технологию костюмов воровать, но и пытаться разработатьоружие,способноепробить их броню.
Вариант Cyberdyne HAL действительно заслуживает отдельного внимания. Пожалуй первая разработка, ориентированная не столько на военную сферу, сколько в помощь людям.

Не обязательно гонка вооружений, просто у военных бюджеты чаще всего "резиновые". Да и кроме государств есть очень малое количество компаний способных потянуть сложные и длительные разработки, зачастую годами не дающие никаких результатов. По поводу Cyberdyne HAL - согласен, это действительно замечательная альтернатива коляскам, костылям, да и при небольшой доработке, протезам конечностей. Не согласен что это "Пожалуй первая разработка, ориентированная не столько на военную сферу, сколько в помощь людям.", взять к примеру Power Loader, одетые в такие экзоскелеты спасатели, смогут уже сегодня, более безопасно для пострадавших разбирать завалы, реже применяя тяжёлую технику.

"Гонка вооружений" - врядли уже актуально такое понятие, ибо лидеры уже давно определены, но никто не мешает их догнать :)

А военная промышленность хорошо спонсируется, потому что каждому государству нужно показать своим жителям, что они хоть как-то защищены. Да и соседним государствам указать на свои возможности.

Читала про израильскую разработку экзоскелета ReWalk, который помогает встать на ноги инвалидам-колясочникам, у которых были травмы позвоночника: http://www.mobiledevice.ru/rewalk-solidworks-ekzoskelet-invalidi-paralich-ispitaniia.aspx

По моему, именно эта разработка заслуживает большего внимания. Но к сожалению, про нее мало кто знает. Устройство поступит в продажу уже в этом году, правда стоить пока будет дороговато (20 000$), но в первую очередь это шанс вернуться к "нормальной" жизни.

Круто, что кто-то подумал об инвалидах. А остальные, типа стесняются?

В военной области экзоскелеты не получат большого распространения. Все те задачи, для которых они предназначены с успехом могут делать роботы (которых в отличие от экзоскелета можно сделать специализированными, а не в виде андроидов). Сейчас робототехника очень бурно развивается, и, думаю, что уже совсем скоро роботы будут выполнять сложные функции, а стоить достаточно дешево. Посылая воевать роботов не надо заботится о здоровье и жизни солдата-оператора экзоскелета, об предварительном обучении этого солдата, об обеспечении его одеждой и продовольствием, о страховах выплатах в случае ранения или смерти.

Не соглашусь. Экзоскелеты позволяют сочетать качества робота (прочность, высокая грузоподъемность, сила, компьютерная обработка данных, захват цели и т.п.) и человека (координация движений, человеческий мозг, умение мыслить в нестандартных ситуациях), все это можно ожидать в ближайшем будущем, прототипы уже существуют. Роботы пока слишком далеки от этого.

А суррогаты ? Они отвечают и вашим требованиям и требования Shadow

с суррогатами боюсь всё упрётся в системы коммуникаций. Экзоскелет это всё же оболочка для человека, и пока более реальна и перспективна. К тому же для функционирования суррогатов нужен не просто интерфейс дистанционного управления и пара камер с датчиками как для робота, а полноценная система обратной связи с очень малой задержкой, а так же широкополосная, и это всё не говоря о помехоустойчивости и необходимости шифрования сигнала. К тому же что будет если суррогата или робота например завалит, допустим небольшим специализированным роботом можно пожертвовать, или он может сам выбратся за счёт небольших габаритов, человек сможет что либо придумать, а что делать с суррогатом, если он останется без системы связи? Ведь суррогат - довольно большой робот, по всей видимости андроид, иначе оператору будет не так удобно им управлять, и более сложный в отличии от простого робота. Моё мнение что экзоскелет наиболее перспективен там где нужно оперативно решать сложные задачи, а простые роботы - рабочие. Появление суррогатов мне кажется возможным не ранее чем появлении искусственного интеллекта.

История вновь повторяется.

Новый виток.

Когда то, толпы разномастных воинов сменили хорошо обученные, тяжеловооруженные и хорошо бронированные рыцари. Этакие боевые единицы сами в себе. Такой рыцарь мог противостоять, не одному, а десятку слабовооруженных и мало обученных противников. Ушли они, когда военные технологии сделали революционный шаг - внедрили массовую "ручную артиллерию". Однако, оставили после себя неизгладимый культурный след - "рыцарство", "братство рыцарей", понятия благородства и т.п..

Сейчас, все более применяется тактика спецназа. Разрабатываются системы экзоскелетов (читай новая броня). Разработана жидкая броня, на порядок превосходящая существующие образцы. Гранатометы с двойным зарядом позволяют на равных одному человеку противостоять тяжелой технике.

Не кажется ли вам что идет "новое средневековье"?

Если говорить об общей тенденции перехода от массовой стратегии к максимальному усилению автономной боевой единицы, то это «средневековье» идет уже не один десяток лет. Сейчас, с переходом к роботизации, можно уже говорить, что «средневековье» заканчивается — вскоре будут рулить стаи трудноотражаемых отдельно взятой боевой единицей разнокалиберных роботов, вплоть до «мух». Но зато потом может прийти время автономных боевых единиц со «сверхинтеллектуальной броней» (в том числе, и не только, стаями «мух»-защитников), и более того — эти тренды могут двигаться не последовательно, а параллельно:).

В целом, третья волна — она потому и третья, что представляет собой некий синтез первой и второй. Это не средневековье и не индустриальный век, а нечто принципиально иное, с вкраплениями и того и другого.

Такие заумные разговоры ведете, как будто действительно разбираетесь в этом. Кто-нибудь здесь знает японский язык?

нормальная штука, вот только полезна она не многим. Грузчикам например норм,а программерам не нужно, менеджерам, экономистам так же не нужно. Наверное военным и всяким строителям понадобиться.

Буду очень рада если подобного рода конструкции поступят в производство и станут доступны тем людям, которым они смогут помочь передвигаться и существовать в нормальном для человека режиме. Конечно в первую очередь это было и будет рассчитано на военных, но будем надеяться, что дойдет и станет доступно, тем кому действительно нужно.

Да, поддерживаю Krasa. Такие роботы, при дальнейших разработках, смогут поднять многих людей из инвалидных колясок...

второй коммент про правильные вещи

Сколько лет уже прошло, а по сути этим глобально так и не кто не занялся.

Немного выше был самый зачетный комент: в первую очередь надо заботится об инвалидах, а не о военных, которые людей делают инвалидами. Типа бомбежки мирного населения и все такое.

Полностью с вами согласна, к сожалению в нашем мире это больше похоже на утопию, и остается только надеяться, что тех кто действительно нуждается не забудут.

EXO-Wing - интересная разработка, с удовольствием бы полетал! Посмотреть на землю с высоты птичьего полета, но уже не из иллюминатора самолета или высокого здания.

Bagrecov, такая штука будет полезная очень многим, и не только "всяким" строителям и военным.

Спасибо за интересную статью!

Мне вот интересно: этот EXO-Wing позволяет взлетать с земли? Или все же надо предварительно залезть куда нибудь повыше и прыгнуть?))

Это не реактивный ранец, эта штуковина как дополнение к парашюту. Вышел из самолета, а дальше сам допланировал десяток-другой километров.

интересно!продаётся ли этот экзоскелет ?

© 2017 Trend Club