США. Штат Юта. Солт-Лейк-Сити. Исследовательская лаборатория компании Raytheon. Здесь идет работа над одним из самых грандиозных изобретений — костюмом, наделяющим человека мощью боевого робота. Долгое время это был один из наиболее впечатляющих научно-фантастических образов. Но скоро такая разработка войдёт в реальную жизнь. Впрочем, уже почти вошла…
Работа над проектом роботизированного экзоскелета идёт аж с 2000 года. Сейчас руководит этим делом американская компания Raytheon, занимающаяся в основном разработкой и созданием продуктов для оборонной сферы. Однако начала заниматься проектом другая фирма — Sarcos, область интересов которой — робототехника и микроэлектроника. Читателям «Мембраны» эта организация давно известна по одному из ранних экзоскелетов и антропоморфному Sarcosman. Кроме того, компания прославилась созданием роботов-динозавров для фильма «Парк юрского периода» (Jurassic Park).
Пару лет назад в Сети — в новостях и блогах — появились слухи о том, что компания Sarcos планирует выпускать с этого года на рынок военной техники роботизированные костюмы. Но, как это почти всегда бывает со всякими ультрапрогрессивными технологическими замыслами, дата выхода оказалась чересчур оптимистичной.
В конце 2007 года Raytheon купила Sarcos, но делу разработки экзоскелета это, кажется, не помешало. Правда, диковину выпускать в серийном масштабе не стали, но зато недавно представили публике.
Показ экзоскелета, произошедший недавно, был явно приурочен к выходу свежего фильма «Железный человек» (Iron Man), сюжет которого закручен вокруг, опять-таки, костюма-робота. Поэтому сия демонстрация очень смахивает на некий оперативный «маркетинговый ход»… Ну да ладно, не о том речь.
Во всяких сообщениях об экзоскелете часто упоминается, что разработка называется XOS, однако Raytheon почему-то не говорит ничего об этом факте. Видимо, либо фирма по загадочным причинам стесняется этого слова, либо попросту это немножко неправда.
«Идеология» новой машины такая же, как и у прочих аналогичных устройств. У неё есть сенсоры, регистрирующие мышечные сокращения, и есть актуаторы. Соответственно первые сигнализируют, действие каких мышц нужно сымитировать. А моторы быстро реагируют на поступающие сигналы.
Естественно, происходит «улучшенная» имитация: двигатели совершают бóльшую работу, чем мышцы. В итоге получается существенное усиление производительности человека, «закованного» в техноскелет.
Экзоскелет компании Raytheon делает это просто феноменальным образом, увеличивая силу сидящего внутри него человека в 20 раз!
О подробностях футуристической конструкции разработчики мало чего сообщают. До того как эта штуковина будет производиться массово, многое, конечно, будет держаться в тайне — чтобы конкуренты не узнали секретов и чтобы потом что-то можно было спокойно запатентовать. Так что сейчас по экономическим и юридическим соображениям райтеоновцам рано заявлять о достижениях. Да и сглазить можно, в конце-то концов.
Но то, что было показано, просто потрясает! На представлении оператором экзоскелета был Рекс Джеймсон, инженер по испытаниям из Raytheon.
Без какого-либо серьёзного напряжения Рекс таскал всякие тяжести, а также бродил по наклонной плоскости, кидался разными предметами и лупил боксёрскую грушу. Особенно впечатляют физические упражнения с нагрузкой весом больше 90 килограммов — 500 повторов за один подход. Полюбуйтесь на его успехи (ролик на YouTube).
И всё — без лишнего перенапряжения. «Это скорее может наскучить, чем утомить!» — поделился впечатлениями инженер.
У текущей версии экзоскелета есть две беды. Нет-нет, не те две, а другие. Первая — отсутствие автономного источника питания: для снабжения конструкции требуется подсоединять к ней толстенный кабель, само собой, ограничивающий свободу передвижения. Вторая — недостаточная ёмкость батареи: заряда хватило всего на полчаса шоу.
Кроме того, как признался мистер Джеймсон, аппарат выглядит более «изящным», чем он есть на самом деле. Из-за того что он реагирует на движения не мгновенно, а с некоторой незначительной задержкой, что вызывает некоторое дополнительное мышечное напряжение у оператора. Но это дело привычки.
Конечно, задержка мешает идеально управлять экзоскелетом. К счастью, даже у прототипа её длительность хоть и немного заметна, но не критичная. По крайней мере, как говорят специалисты, столь малая её величина, как в данном аппарате, прежде не была достигнута в похожей технике.
По всей видимости, Sarcos должна довольно быстро расправиться с этими проблемами. Как-никак работу компания нынче ведёт по заказу вооружённых сил США, с которыми заключила двухлетний контракт на $10 миллионов.
Агрегат можно будет использовать как для проведения боевых действий и спецопераций, так и для разгрузки-погрузки боеприпасов и громоздкой военной техники, которая по натуре своей лёгкостью никогда не отличалась.
Судя по всему, сейчас на всём белом свете на роль супергероя в суперкостюме может сразу претендовать не более одного человека — по количеству действующих прототипов экзоскелета… Конечно, пройдёт несколько лет, и райтеоновские (а может, и чьи-нибудь ещё) экзоскелеты станут обычным делом в армейском вооружении.
Будем надеяться, что это произойдёт в очень скором времени. И заодно верить, что всё-таки инновация найдёт своё место в арсенале средств, которые пригодятся не столько для ведения эффективной войны, сколько ради эффективного сохранения мира.
Посадка в экзоскелет: экзоскелет лежит грудью на полу. Оператор ложится на экзоскелет, жмет зеленую кнопку, включается двигатель. Зажимные рамы пальцев, рук, ног, туловища по контакту с датчиками силы зажимают пальцы, руки, ноги, туловище. Человек встает вместе с экзоскелетом, работает. Окончание работы: человек в экзоскелете ложится грудью на землю, нажимает красную кнопку. Зажимные рамы отстегивают человека.
Каждая зажимная рама руки (ноги) находится сзади от руки (ноги) экзоскелета на расстоянии 80см. Зажимная рама бедра человека соединена с бедром экзоскелета параллелограмным механизмом. Оба горизонтальных рычага параллелограммного механизма бедер наклонены вниз на 45° от бедра экзоскелета (шарниры стоят выше, закреплены в верхней части бедра у таза) к бедру человека (шарниры стоят ниже, закреплены в нижней части бедра у колена). Бедро, таз человека стоят ниже, чем у экзоскелета. Поэтому бедро, голень экзоскелета длиннее, чем у человека. Параллелограммные механизмы бедер, голеней всегда обеспечивают параллельность бедер, голеней человека и экзоскелета. Наклон 45° рычагов параллелограммного механизма бедер позволяет компьютеру при наклоне оператора вниз приводом отвести его назад-вверх, чтобы оператор не ударился головой об спину экзоскелета. Привод отводит оператора назад-вверх и в случае, если радиовысотомер зажимных рам ступней оператора показал слишком малую высоту от земли. В этом случае привод работает по принципу минимального вертикального ускорения центра масс оператора. Приводом компьютер отводит оператора назад-вверх в случае, когда руки человека слишком близко приближаются к спине экзоскелета: institutrobotov.ru/#3