Folk har alltid drømt om å bli sterkere enn de egentlig er. Og noen av dem prøvde å få drømmene sine til å gå i oppfyllelse. Den første oppfinnelsen var en spak, deretter en blokk og et tau for å løfte belastninger. Ved hjelp av disse enkle enhetene kan en person løfte en belastning som er mye tyngre enn kroppen. Men du vil ha mer. Jeg vil uten blokker og tau, uten spaker, med mine egne hender.
Ikke. med egne hender vil det selvfølgelig ikke fungere. Men hvem som helst kan gjøre det med et eksoskjelett.
Et eksoskjelett er en forsterker av menneskelige muskler. Det er slikt som gjør en person mange ganger sterkere - slike maskiner er veldig behov for i hæren.
En soldat i et slikt eksoskjelett kan lett erstatte tre eller fire. I tillegg kan han sannsynligvis knuse teglverk med ett slag av jernneven. Enklere strukturer kan brukes i hjemlige forhold for å løfte vekter, i tillegg til at de kan hjelpe funksjonshemmede og eldre med problemer med muskel- og skjelettsystemet. Hvis rimelige, forenklede eksoskeletter noensinne blir solgt, vil de sikkert være populære blant turister som elsker mange turer i langrenn.
De første økoskjelettene var vanlige krykker, men dette var ikke nok for folk. De ønsket å lage en symbiose av menneske og maskin. Drømmen om å bli sterkere enn vi er ble omgjort til et bilde som fikk dette rare navnet - exoskepet,
EXOSKELETONS I FANTASTISK
I begynnelsen dukket det opp eksoskeletter i science fiction-romaner. Så Ivan Efremov i romanen "Andromeda Nebula" (1957) introduserte spesielle "hoppende skjeletter". Slik beskriver forfatteren dem:
Salgsfremmende video:
"I luftslusen ved avkjørselen ble biologiske drakter og 'hoppende skjeletter' forberedt på forhånd - stål, skinnbelagte rammer med en elektrisk motor, fjærer og støtdempere for individuell bevegelse med økt tyngdekraft, som ble slitt over draktene."
Men han beskriver selve turen rundt planeten med høy tyngdekraft:
Uten mye trening var det veldig vanskelig å koordinere din egen kropp med bevegelsen av spakene til stålskjelettet. Fra dette ble vandring ledsaget av skjelvinger og voldelig risting. Selv fra en kort marsj bruker folk A Robert Heinlein eksoskelettet til militære formål I 1959 skrev han romanen "Starship Troopers" (som vant Hugo-prisen et år etter at den ble skrevet), der han viser en pansret romdrakt, iført som en person kan løpe, hoppe, fly med innebygde rakettmotorer og mange flere nyttige og lite nyttige ting.
I 1987 opprettet Stanislav Lem sin siste roman, hvoretter han sluttet å skrive skjønnlitteratur og viet de resterende nitten årene av livet sitt til filosofi og litterær kritikk. Romanen heter "Fiasco", nå spiller det ingen rolle hva historien handler om, hovedtemaet vårt er eksoskeletter.
Lem skriver om dette:
"Bolshee-vandringene ble legemliggjørelsen av eksoskelett-konseptet. som som en ekstern forsterker av menneskelig varme, var kjent fra mange prototyper fra det tjuende århundre. Oppfinnelsen forble på utviklingsstadiet, siden det ikke var bruk for den på Jorden. Denne ideen ble gjenopplivet under utforskningen av solsystemet. Maskiner dukket opp, tilpasset planetene de skulle arbeide på, til lokale oppgaver og forhold … Mer bevegelse skal ikke gjøre plutselige bevegelser - akkurat som det er umulig å øyeblikkelig stoppe en cruiser i sjøen eller rotere bommen på en kran som en propell …"
Forfatteren var selvfølgelig litt feil - sannsynligvis vil eksoskjeletter finne applikasjoner på jorden og en dag vil være tilgjengelig på samme måte som mobiltelefoner er nå tilgjengelige. Temaet med eksoskjeletter flimrer også i science fiction-filmer. Jeg håper alle husker "Alien", der den modige Ripley kjemper mot et monster mens han står inne i en laster.
Og tar du filmen "Iron Man" (2008), er den helt viet til eksoskelettens tema.
Andre eksempler kan siteres, men foreløpig vil vi begrense oss til det ovennevnte.
Eksoskelett fra filmen "Avatar" (2009)
Når dukket prototype-eksoskjelettet opp? Har de rett til å eksistere? Hvorfor er det fremdeles ingen egentlig driftsmodeller for disse mirakelmaskinene, disse forsterkere av musklene våre? La oss prøve å finne ut av det.
FØRSTE SVALLOW
Den første svelgen viste seg å være en klønete flodhest. Det første fungerende eksoskjelettet ble utviklet av General Electric på sekstitallet av det tjuende århundre. Det var en tungvint struktur. Mannen ble plassert inne i denne stålmaskinen og lignet på en enorm jernkrabbe - han beveget seg veldig sakte, to store crawfish klør, som operatøren manipulerte, responderte på ordrer motvillig, og med store vanskeligheter klarte han å holde dem under kontroll Hydrauliske klør betydde pumper som beveger hydraulikk - den allerede massive Hardiman, som dette monsteret ble kalt, var avhengig av den enda større størrelsen på periferien - kraftgeneratorer og hjelpeutstyr, som var utstyrt med et ganske stort rom.
Utformingen av Hardiman-eksoskelettet skulle øke operatørens styrke med tretti ganger, det vil si at én person kunne erstatte en hel toppa av lastere. Minst en operatør inne i Hardiman var teoretisk i stand til å løfte 1500 pund. Militæret hadde store forhåpninger for denne utviklingen - Hardiman ville være veldig nyttig på hangarskip for lasting av bomber og missiler. Men drømmer går ikke alltid i oppfyllelse - ting gikk ikke lenger enn prototyper. Det var flere betydelige feil i eksoskelettdesignen.
For det første kunne han ikke bevege seg tilstrekkelig selv på en flat overflate - med hvert trinn risikerte operatøren å falle og dø under vekten til denne maskinen. Hardiman nektet helt å gå som et menneske, og få normale mennesker ville være enige om å styre en så lunefull jernmann. Den andre feilen - av de planlagte 700 kilo klarte Hardiman bare å skvise ut 300, og hvis du tar i betraktning at strukturen veide dobbelt så mye, kan ikke dette kalles rekord. I 1970 ble det kun laget en klo for å fungere, noe som heller ikke ble ansett som et veldig godt resultat. Og hvis vi tar hensyn til vogna og den lille vogna med perifert utstyr, virket prosjektet helt uppromisisk. Selv nå har det ennå ikke blitt funnet noe alternativ til en bærbar strømkilde for slike hulker.
Har drømt i flere år - og det er nok I 1971 ble Hardiman-prosjektet frosset på grunn av mangelen på synlige utviklingsmuligheter.
Da i filmen Alien dukket Caterpillar P-5000 ganglaster opp, som ble betjent drevet av løytnant Ripley. Denne lasteren, som ikke eksisterer i virkeligheten, er basert på Hardiman. Bare i filmen ble de elektriske kablene igjen etter kulissene, og bilen vises som en fullstendig autonom laster. Nøyaktig hva håndverkerne fra General Electric ville gjøre. Men de kunne ikke.
Folk fortsatte sine forsøk på å gjøre seg til cyborgs, de ville virkelig lære å leke med jernmuskulatur, å kjenne kraften i jernkroppen deres. Det er to hoveddrømmer - å lære å fly og bli sterk som en elefant. Hvis folk har lært seg å fly med hjelp av fallskjerm og paragliders, det vil si å gjøre med et minimum, er det ennå ikke mulig å bli sterk.
Etter flere forsøk på å skape et effektivt eksoskjelett, var det en lang pause. Bare noen ganger gled prosjekter forbi som ikke gikk utover whatman paper, og bare nylig begynte fungerende modeller å vises. Hvis eksoskeptikerne for vanlige mennesker med nedsatt funksjonsevne nærmest er klare til å dra ut i verden, så er det fortsatt med militær utvikling en fullstendig stopp.
MODERNE XOS ROBO-PASSER
I flere år, fra og med 2000, har Sacros jobbet innen MEMS-feltet og utviklet robotikk. 12. november 2007 ble det kjøpt av det amerikanske selskapet Raytheon, en stor leverandør til det amerikanske militæret. tar kontroll over utviklingen. I tillegg til eksoskeletter, designet Sacros robotdukker, og hun skapte også dinosaurer for filmen Jurassic Park.
Foto: joy4mind.com
Visningen av XOS-eksoskelettet var tilsynelatende tidsbestemt til å sammenfalle med utgivelsen av Iron Man-filmen, og til og med Raytheon-reklamer inneholdt opptak fra filmen. En tvetydighet med navnet - overalt dette eksoskjelettet kalles XOS - overalt bortsett fra Raytheon. Tilsynelatende er dette bare et forkortet navn på engelsk - Exosceleton.
Denne roboten fungerer på omtrent samme måte som alle andre av denne typen. Den har sensorer som registrerer muskelsammentrekninger og overfører signaler til motorer. Og motorene reagerer raskt, men personen klemte seg inn i XOS. kjenner fortsatt en liten bevegelsesforsinkelse. Og - viktigst av alt - eksoskjelettet øker en persons styrke tjue ganger. det vil si at en person uten problemer kan løfte en last som veier 200 kg. Det er sant at det er lite sannsynlig at han kan bære slike belastninger på ryggen, men han kan trekke denne vekten fra bakken.
Utviklerne rapporterte ingen detaljer, tilsynelatende fryktet konkurrenter. Og eksoskjelettet er ennå ikke fullstendig ferdigstilt, så det er for tidlig å dotere jeg.
På skjermbildet til eksoskelet, operatøren som tok på seg dette drakten - eller. eller rettere sagt vil det sies, jeg kom inn på det - det gjorde jeg ikke! Han gjorde armhevinger med en belastning på ryggen som veide nitti kilo, og dro forskjellige vekter, og gikk på skråplan, og slo også en boksesekk med raske og presise bevegelser. Og han gjorde alt dette så lett, som om han tok en morgentur.
Opprinnelig er XOS designet for militæret, det vil si for lasting av ammunisjon, samt for å delta i fiendtligheter. Stephen Jacobsen, Sarcos-direktør og prosjektleder, håper imidlertid at oppfinnelsen vil finne sin plass ikke bare for lossing av arbeid, men også for å hjelpe mennesker med nedsatt funksjonsevne.
Et stort problem med dette eksoskjelettet, og mange andre også, er mangelen på en bærbar strømkilde. På dette stadiet kan XOS bare brukes på steder der den kan kobles til med en tykk elektrisk kabel. Sannsynligvis, mens det bare vil være militære ammunisjonsdepoter.
I fremtiden, hvis strømproblemer løses, kan slike dresser bæres i rustning - og du får en skikkelig "Iron Man". Krig er imidlertid ikke den beste måten å bruke nye teknologier på. Forhåpentligvis vil disse draktene først og fremst brukes til fredelige formål.
* * *
Det skjedde bare slik at enhver oppfinnelse, uansett hvor trist den kan høres, først søkte om militære formål, og først da begynner sivile å bruke den. Den første steinøksen klarte trolig først å åpne fiendens hodeskalle, og først etter det begynte de å hugge grener etter branner. Atomet ble først testet på Hiroshima. Og det ble gjort fredelig mye senere.
Selv om det er 11 unntak - krutt ble opprinnelig brukt til underholdningsfyrverkeri, begynte det å drepe i middelalderen. Men eksoskjeletter er intet unntak. Til tross for at det er mange fredelige utbygginger, startet det hele med hærordre.
Vi har allerede snakket om to eksoskeletter. Dette er den første General Electric Hardiman som aldri har lært å fly, og XOS-drakten fra Sacros. Så langt er dette bare prototyper med en rekke mangler, men en dag vil folk løse hovedproblemene som det ikke er noen slike mannstanker i noen hær ennå. Nå som å teste eksoskjeletter er mer som et moteshow og går ikke lenger enn å besurge catwalken. Men kanskje det vil ta flere år - og soldatene vil kunne kle seg i robotdrakter.
HULC UNIVERSAL CARGO EXOSKELETON
HULC står for Exoskelett for Universal Universal Load Carrier.
Opprinnelig jobbet det California-baserte selskapet Berkeley Bionics med prototypen til dette eksoskjelettet. Hun jobbet for byrået DARPA som en del av et prosjekt for å introdusere høye teknologier i den militære sfære. Deres eksoskelett ble kalt BLEEX (Berkeley Lower Extremity Exoskeleton). Men etter utviklingen deres kjøpte Lockheed Martin den ut, og etter å ha gjort noen modifikasjoner, opprettet en ny modell basert på BLEEX - HULC-eksoskjelettet.
Tidlig i 2009 ble Army Winter Symposium holdt i Florida. Det viser Lockheed Martins HULC-krafteksoskelett klar for masseproduksjon. Amerikanere elsker billige tegninger - du kan ikke ta det fra dem. Hvis demonstrasjonen av XOS-eksoskelettet av Raytheon og Sacros var tidsbestemt til å sammenfalle med visningen av filmen Iron Man, bør HULC være assosiert med den grønne mannen fra Incredible Hulk bpokbuster. Det som overrasker meg mest av alt er at ikke noen glamorøse prosjekter, men seriøse militærindustrielle selskaper går til slik PR. Ok, det handler ikke om det.
Eksoskelettprøven lar deg bære en belastning på opptil 90 kg i 1 time med en gjennomsnittshastighet på nesten 5 km / t og muligheten for kortsiktige akselerasjoner opp til 16 km / t. Det drives av et litiumpolymerbatteri, som bare veier to kilo. Planlegger å utstyre HULC med andre kraftkilder: Lockheed Martin utvikler en stille jetbrenselgenerator. Fra en slik generator kan HULC-drakten fungere i opptil 3 dager på en bensinstasjon, og dette er hvis soldaten beveger seg i 8 timer om dagen.
Så langt handler HULC-drakten bare om sterke ben og en sterk kropp. Det har ikke kommet til hånden ennå. Men til tross for dette. et spesielt monteringssystem er allerede opprettet, som lar deg installere tilleggsutstyr på eksoskjelettet, for eksempel rustning, forskjellige sensorer eller til og med en tung maskingevær. Med alt dette vil soldaten uten å føle en stor vekt kunne bevege seg rolig.
Eksoskjelettet HULC er et bein i halsen til skaperne av robotdrakten XOS. For det første veier den bare 25 kg og kan raskt settes på, fjernes og bæres i et lite tilfelle. For det andre trenger ikke HULC tykke bo-kabler. For det andre hevder skaperne at selv om batteriene går tom, vil HULC fremdeles lette soldatens bevegelse og kompensere for støt og belastning, og en person i et XOS-eksoskelett med en avskåret kabel vil se ut som et tankbil i en havarert tank, ville det være problematisk å komme ut av dette uten hjelp.
Fiskene - Scuba's ROBO-drakt
Mange av oss elsker å svømme under vann. Og alle vet at mye menneskelig innsats går ut på å overvinne motstanden fra vann for å transformere kraft til bevegelse fremover. For å være ærlig er det ingen effektivitet - omtrent 3%. Når du legger svømmeføtter på føttene, vil vi øke effektiviteten opp til 10-15% - det er alt. Det er selvfølgelig mekaniske apparater for å lette svømming under vann. Men nå er de ikke lenger helt aktuelle. De er utdaterte. Hvis noen har sett filmen "The Diamond Arm", husker han sannsynligvis episoden der helten svømmer under vann ved hjelp av en mekanisk torpedo. De er fremdeles i bruk, men disse tingene er for massive og lette å finne.
Etter at XOS og HULC eksoskelett ble testet. det amerikanske militæret tenkte på den samme robodrakten, men bare for dykkere. Tross alt må sikkerhetstjenestekjemperne lande på de mest uventede stedene. Og noen ganger er det mest praktisk å gjøre dette på kysten - stille og fredelig komme seg ut, gjem dykkingutstyret og - på angrepet! Men hvis en person har svømt under vann i mer enn en kilometer, så hva slags angrep er det, han er sliten, han har ingen styrke - ingen fysisk trening vil hjelpe. Her beordret militæret forskere å utvikle et eksoskjelett for dykkere.
POWERSWIM OG PISCES - EXOSKELETONS FOR DIVING
Foto: 3dnews.ru
Forskere fra Institute for Human and Machine Cognition, Peter Neuhaus og Jerry Pratt, ble invitert til å jobbe med å lage eksoskelettet. Tingen er. at disse ekspertene på motoriske funksjoner for mennesker og dyr i 2004 utviklet en prototype av et eksoskjelett for å svømme under vann - da tenkte de ikke på militæret og gjorde en sivil modell. Ideen var veldig enkel - små motorer er festet til hoftene og leggene, et batteri på baksiden - beina blir ikke slitne, musklene ikke anspente, og før batteriet går tom, kan dykkerdykkeren svømme og svømme.
PISCES - Performance Improving Self Coniained Exoskeleton for Swimming - dette er navnet på det nye eksoskelettet, utviklet på grunnlag av den gamle modellen. Konseptet er basert på imitativ fysiologi. Mennesker tar ofte i bruk dyres bevegelsesmåter - denne gangen kopierte forskere bevegelsene til delfiner og havskilpadder. Forresten, en av de første utbyggingene lånte veien for bevegelse i vannet fra pingviner, og eksoskjelettet var utstyrt med pingvinvinger. Men etter noen beregninger vant fortsatt delfiner og skilpadder - om bare fordi delfiner bare bruker halene.
Eksoskjelettet, i motsetning til torpedotårnene, er praktisk talt stille, og derfor er dykkeren, kledd i en slik robotdrakt. det vil være ganske vanskelig å oppdage. For det andre, og handler bare med føttene (“halen” *), og frigjør dykkeren hendene hans fullstendig for forskjellige manipulasjoner.
Nå er det arbeidsmodeller, de blir testet og ser ut til å vise gode resultater. Selvfølgelig går alt i begynnelsen til forsvarsindustrien, og Peter Neuhaus er sikker på at det i fremtiden vil være mulig å lage eksoskjemaer for funksjonshemmede på grunnlag av PISCES.
EXO-WING JET MAN
Hva du ikke vil høre i sagn og eventyr. Og de flyvende teppene og vingene til Icarus. Og det amerikanske selskapet Atair Aerospace tok og laget en flysekk. Dette selskapet er faktisk engasjert i utvikling og oppretting av utstyr for levering av varer med fly. Paragliders, fallskjerm - dette er en av sidene i Atair Aerospace sitt arbeid. Biler som blir levert til stedet av paragliders - dette er nok en utvikling, og selskapet viste i 2005 en flyvende bil "Chimera", som etter planlegging er i stand til å ta av på egen hånd med en paraglider. Og i luften utvikler den en hastighet på opptil 65 km / t.
Foto: dekatop.com
Men Atair Aerospace bestemte seg for ikke å stoppe ved den flygende bilen. Og hun begynte å jobbe med å skape flygende mennesker. Og de fikk et mann-fly. En ekte mann med ekte vinger og jetturbiner. EXO-Wing er navnet på dette flyet. Det ser ut som vinger med to mikroturbiner. Disse skjermene er laget av høykvalitets nye generasjons komposittmaterialer, som ble utviklet av Atair Aerospace.
EXO-vingen er relativt lett og kan klippes bak ryggen som en ryggsekk. Apparatet lar en person gli i luften. Først av alt vil den sannsynligvis bli brukt i hæren, og først da vil den bli brukt til sivile behov. Kanskje bønder vil bruke den til å spraye åkrene med kjemi.
GRYPHON PARACHUTE SYSTEM
Tysk joint venture av tre selskaper - ESG, Dragee Aerospace og SPELC0. samt det tyske selskapet FreeSky - arbeidet også med å lage et mann-fly. Denne gangen skal Gryphon være uten jetstrøm. Faktum er at disse selskapene utviklet et stille system - i prinsippet er dette en fallskjerm, bare ikke helt vanlig. Den er laget av karbonfiber og har form som vinger. Den er satt på en fallskjermjeger på ryggen og er beregnet på å hoppe fra et fly. I teorien skal det gjøre at fallskjermjegerne kledde seg i en avstand på 200 kilometer når de hoppet fra en høyde på 9 tusen meter. Det ville være veldig praktisk - moderne fallskjerm og paraglidere har ikke en slik reserve, og under landing vil flyet helt sikkert bli lagt merke til, og derfor vil enhver landing operere til å begynne med. Med Gryphon skal alt være lettere - flyet, før det når fiendens territorium, slipper troppene, som lydløst og umerkelig krysser grensen.
Foto: alternathistory.livejournal.com
Lignende systemer har allerede blitt brukt av den tyske hæren siden 2003, men avstanden som disse flaggermusene kan dekke er ikke mer enn 60 kilometer. Det ser ut til at de begynte å installere jetmotorer på vingene, noe som sikkert vil bidra til å overvinne lengre avstander. Så langt brukes konvensjonelle fallskjerm for å lande Gryphon, men en ikke-fallskjerm landing er under utvikling. Kanskje de vil lykkes.
RUSSIAN EXOSKELETON FIGHTER-21
Foto: svagor.com
Hvorfor ikke si et par spinn om det russiske militæret? Tross alt, tidligere var det en av de mektigste hærene i en av de mektigste statene. Dessverre har nå arrangementet av gribben endret seg noe. Den russiske hæren er nå nesten ikke sitert. Og hvordan kan det siteres når det ikke har vært i stand til å følge med i våpenløpet i nesten tjue år. Det vil si at hun nesten sluttet å jage. Vevd fem år senere. Lags bak. Ja, når det gjelder å innføre nye teknologier, henger den russiske hæren bak de vestlige med minst fem år, eller enda mer.
Nei, vi har utmerkede helikoptre - "haier", "alligatorer" og andre, og det er til og med noen utviklinger for fremtiden, men i tjue år har alt dette praktisk talt forblitt bare grunnarbeid. Planer, som de sier, er enorme, men lite fornuftige. Jeg vet ikke hvorfor dette skjer, og jeg skal ikke forstå dette. Jeg snakker om noe annet.
Nei, våre utviklere av kålsuppe er heller ikke jævla. De vet alle hvordan de skal gjøre det. Bare veldig sakte. For ikke så lenge siden begynte Forsvarsdepartementet i den russiske føderasjonen å utvikle kamputstyr kalt Fighter-21 n. Det er egentlig ikke et eksoskjelett. Dette er en kampdrakt med eksoskelettelementer, så å si det ville være riktigere. Det ser ut til at de ønsker å fullføre arbeidet med opprettelsen av denne tanken i 2015, men det er ikke kjent hvordan den faktisk vil komme ut.
En ting gleder meg - på den internasjonale utstillingen av sikkerhetssystemer "Interpolitech-2009" i Moskva ble det sagt at et sett av kamputstyr av andre generasjon ikke ville ha noen analoger når det gjelder effektivitet over hele verden. Løftet gleder seg, men det er ikke kjent om de samme kostymene vil glede seg i fremtiden.
Forresten, på samme utstilling ble det sagt at førstegenerasjons kamputstyrssett (uten eksoskelettelementer) allerede er overlegent mot vestlige kolleger. Det eneste synd er at alt dette lett kan forbli bare eksperimentelle modeller eller produseres i knappe partier. I slike situasjoner er all denne utviklingen verdiløs.
Det omtrentlige investeringsbeløpet i prosjektet vil være omtrent $ 35 millioner. Dette er mye mindre enn kostnadene for utviklingen av amerikanerne - de investerer i slike prosjekter minst halvannen milliard dollar.
På dette stadiet er det veldig lite kjent om ombord-2b-prosjektet, og dette er ikke overraskende - militæret vil ikke fortelle på forhånd om de klassifiserte prosjektene.
Det var imidlertid få som trodde. at ingeniørene våre vil kunne lage et normalt fungerende eksoskjelett. Nei, de vil lage den, men de vil neppe kunne sette den i produksjon. Som et resultat vil situasjonen igjen være den samme som med "haien" - bare elitenheter vil kunne bruke disse draktene, og selv da vil det ikke være nok for alle. Det er slik vi lever.
"Vitenskap og teknologi" 2012
