Навіщо нам костюм Залізної людини

Роботизовані екзоскелети, прототипами яких стали залізні костюми супергероїв з творів наукової фантастики, все впевненіше впроваджуються в реальне життя. Їх використовують в медицині для відновлення втрачених функцій кінцівок, у виробничій сфері - для перенесення тягарів, у військовій галузі - щоб зробити солдатів невразливими. Найбільших успіхів в розробці екзоскелетів домоглися в США і Японії, активні розробки йдуть також у Південній Кореї та Ізраїлі.

Найпоширеніша категорія поки медичні екзоскелети, але в найближчі роки комерційно доступними стануть також промислові і військові моделі. Їх масовому поширенню перешкоджає обмежена енергоємність джерел живлення на базі літій-іонних батарей і дорожнеча. Крім того, більшість екзоскелетів важкі, що робить їх неефективними. Однак світові інженери сподіваються, що всі ці проблеми вдасться незабаром вирішити.

Днями фахівці каліфорнійської компанії SRI International представили "м'який" екзоскелет: для створення "м'язів" і "сухожилля" використовували м'яку робототехніку. Superflex забезпечений особливими сенсорами, завдяки яким костюм адаптується до рухів людини, надаючи йому при цьому потрібну швидкість. Важливо, що система має відносно низьким енергоспоживанням і її можна носити під верхнім одягом. Superflex створений на замовлення DARPA - спочатку для допомоги солдатам і ветеранам, але його передбачається використовувати для відновлення мобільності всіх, хто в ньому має потребу.

У лютому американська компанія SuitX представила бюджетний екзоскелет Phoenix, який теж можна носити під одягом. Конструкція вагою близько 12 кг допомагає людині з паралічем нижніх кінцівок самостійно пересуватися, а коштує відносно недорого - $40 тис., тоді як більшість екзоскелетів стартують від $100 тис. Модульна структура дозволяє "підігнати" Phoenix для клієнтів будь-якої ваги, висоти і розміру ноги. Пристрій управляється дуже просто - за допомогою ручних контролерів. Користувач може керувати кожним кроком окремо або включити режим безперервного руху. Важливо, що надіти легкий экзокостюм можна без сторонньої допомоги, процедура займає близько 10-15 хвилин. Phoenix дозволяє пересуватися зі швидкістю в 1.7 км/год до 4 годин від однієї зарядки.

І таких розробок стає все більше. Раніше отримали схвалення FDA екзоскелети для ніг Ekso Bionics, Indego і ReWalk. Hyundai і Panasonic працюють над моделями, які знадобляться літнім людям і промисловим працівникам. Так, у травні відомий автовиробник Hyundai представив нову версію свого екзоскелету H-LEX, що складається із підтримує спину модуля і двох робоног. Пристрій допомагає носити тяжкості, перевищують у кілька разів вагу людини, а також дозволяє паралізованим самостійно пересуватися.

Є цікаві винаходи і у компанії Panasonic. Це, наприклад, Assist Suit для підняття на виробництві важких предметів: залізна конструкція зменшує тиск на нижні ділянки спини майже на 15 кг. Інший, більш легкий экзокостюм від Panasonic - Ninja, що знижує навантаження при ходьбі або бігу. У найближчому майбутньому пристрій отримає верхню частину, яка також допоможе при підйомі тягарів.

Ekso Bionics від компанії Berkeley Bionics - повноцінний гідравлічний екзоскелет, який дозволяє паралізованим людям ходити і стояти. Він важить 20 кг, пересувається з максимальною швидкістю в 3,2 км/год і працює протягом 6 годин. Аналогічні функції і в ReWalk Rehabilitation, створеної інноваційної компанії по виробництву медичних гаджетів ReWalk Robotics. Система важить близько 23,3 кг, працює на базі Windows в трьох режимах: йти, сидіти і стояти.

Найвідоміший японський екзоскелет для ходьби - HAL від японського виробника роботів Cyberdyne. Екзоскелет, вага якого відносно невеликий, всього 10 кг, вже застосовується в ряді клінік Японії для реабілітації пацієнтів з хронічними захворюваннями нервової і м'язової систем. Крім того, HAL можна використовувати для підвищення мускульних зусиль, реабілітації поранених або для перенесення ваги під час разгрузо-навантажувальних військових операцій. Приміром, модель HAL-5 дозволяє з легкістю протягом тривалого часу утримувати в руках предмети вагою 40 кг і вище, а навантаження на ноги сягає понад 180 кг. Технологія також пройшла сертифікацію для використання на території Євросоюзу.

Цікава новинка для медицини - екзоскелет на штучних м'язах від ще однієї японської компанії Innophys. Це компактна модель з вантажопідйомністю до 30 кілограмів. Костюм спеціально розроблений для людей, зайнятих у сільському господарстві, промисловості і сфері послуг, таких як, наприклад, догляд за літніми людьми. В Японії дуже високий відсоток літніх людей, за якими потрібен догляд, а фізично міцних медичних працівників не так вже й багато. Innophys складається з гідравлічних штучних м'язів в алюмінієвому корпусі. Така конструкція кріпиться до тіла, як рюкзак, і повторює рухи людини. Innophys пропонується у двох варіантах: вагою 5,5 кг і вантажопідйомністю до 30 кг, а також 4,2-кілограмова, розрахована на навантаження до 22 кг.

Окрема категорія роботизованих костюмів - спеціалізовані моделі для армії. Бойові зкзоскелеты дозволяють витримувати колосальні фізичні навантаження, захищати бійця від осколків, а також використовувати важке озброєння. За замовленням Пентагону компанії Sarcos і Raytheon створили серію військових екзоскелетів XOS. Моделі важать близько 80 кг і дозволяють власникові з легкістю піднімати 90 зайвих кілограмів. Вони настільки органічні, що людина відчуває себе максимально вільно і може виконувати будь-які завдання. Виробники стверджують, що один XOS може замінити трьох солдатів.

Відома американська компанія Lockheed Martin Corporation, що спеціалізується в галузі авіабудування, авіакосмічної техніки і суднобудування спільно з Berkeley Bionics створила екзоскелет Human Універсальний Load Carrier (HULC). Залізний костюм, що працює на літій-полімерних батарей, дозволяє переносити до 140 кг вантажів, а заряду при цьому вистачає на рекордні 72 години. Фахівці кажуть, що саме у цієї моделі є всі шанси стати першою, яка надійде у розпорядження армії США.