Ekzoskelet sahəsində işin başlamasından yarım əsr sonra, bu avadanlığın ilk nümunələri tam hüquqlu işə getməyə hazırdır. Bu yaxınlarda Lockheed Martin, HULC (Human Universal Load Carrier) layihəsinin nəinki Pentaqonda sınaqdan keçirildiyini, həm də seriya istehsalına hazır olduğunu söylədi. Ekzoskeleton HULC indi digər şirkətlərin bir neçə oxşar layihəsi ilə "arxadan nəfəs alır". Ancaq dizaynın bu qədər bolluğu həmişə olmurdu.
Əslində, bir insanın geyə biləcəyi və fiziki keyfiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra biləcək hər hansı bir cihaz yaratmaq fikri keçən əsrin birinci yarısında ortaya çıxdı. Ancaq müəyyən bir vaxta qədər bu, fantastika yazarlarının başqa bir anlayışı idi. Praktiki olaraq tətbiq olunan bir sistemin inkişafı yalnız 50 -ci illərin sonlarında başladı. General Electric, ABŞ ordusunun himayəsində Hardiman adlı bir layihəyə başladı. Texniki tapşırıq cəsarətli idi: GE -dən olan ekzoskelet, bir insanın bir yarım min funt (təxminən 680 kiloqram) ağırlığında yüklərlə işləməsinə icazə verməli idi. Layihə uğurla başa çatsaydı, Hardiman ekzoskeletinin böyük perspektivləri olardı. Beləliklə, ordu, hava qüvvələrində silah ustalarının işini asanlaşdırmaq üçün yeni texnologiyadan istifadə etmək niyyətində idi. Bundan əlavə, nüvə alimləri, inşaatçılar və bir çox digər sənayenin nümayəndələri "növbədə" idilər. Proqramın başlamasından on il keçsə də, General Electric -in mühəndisləri düşünülmüş hər şeyi metal halına çevirə bilmədilər. İşləyən mexaniki qol da daxil olmaqla bir neçə prototip quruldu. Hardymenin böyük pençəsi hidravlik gücə malik idi və 750 kilo yükü (təxminən 340 kq) qaldıra bilərdi. Bir işlək "əlcək" əsasında ikincisini yaratmaq mümkün idi. Ancaq dizaynerlər başqa bir problemlə üzləşdilər. Ekzoskeletin mexaniki "ayaqları" düzgün işləmək istəmirdi. Bir qolu və iki dəstək ayağı olan Hardiman prototipinin çəkisi 750 kiloqramdan aşağı, maksimum dizayn tutumu isə öz çəkisindən az idi. Bu çəkiyə və ekzoskeletin mərkəzləşməsinin xüsusiyyətlərinə görə, yükü qaldırarkən, bütün quruluş tez -tez titrəməyə başladı ki, bu da bir neçə dəfə devrilməyə səbəb oldu. Acı istehza ilə, layihənin müəllifləri bu fenomeni "Müqəddəs Vitusun mexaniki rəqsi" adlandırdılar. General Electric dizaynerləri nə qədər mübarizə aparsalar da, uyğunlaşma və titrəmələrin öhdəsindən gələ bilmədilər. 70 -ci illərin əvvəllərində Hardiman layihəsi bağlandı.
Sonrakı illərdə ekzoskeletlər istiqamətində işlər passivləşdi. Zaman zaman müxtəlif təşkilatlar onlarla məşğul olmağa başladılar, amma demək olar ki, həmişə arzu olunan nəticə gəlmədi. Eyni zamanda, ekzoskeletin yaradılmasında məqsəd həmişə onun hərbi istifadəsi deyildi. 70 -ci illərdə Massachusetts Texnologiya İnstitutunun işçiləri, çox uğur qazanmadan, kas -iskelet sistemi zədələnmiş əlillərin reabilitasiyası üçün nəzərdə tutulmuş bu sinif avadanlıqlarını hazırladılar. Təəssüf ki, o dövrdə mühəndislər kostyumun müxtəlif hissələrini sinxronizasiya etməyi də bacardılar. Qeyd etmək lazımdır ki, ekzoskeletlərin yaradılması bir az da asanlaşdırmayan bir sıra xarakterik xüsusiyyətlərə malikdir. Beləliklə, insan operatorunun fiziki imkanlarının əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşması müvafiq enerji mənbəyi tələb edir. Sonuncu, öz növbəsində, bütün aparatın ölçülərini və ölü ağırlığını artırır. İkinci qüsur, insan və ekzoskeletin qarşılıqlı təsirindədir. Bu cür avadanlıqların işləmə prinsipi belədir: insan qolu və ya ayağı ilə hər hansı bir hərəkət edir. Əlləri ilə əlaqəli xüsusi sensorlar bu siqnalı alır və müvafiq əmri hərəkətə gətirən elementlərə - hidravlik və ya elektrik mexanizmlərinə ötürür. Komandaların verilməsi ilə eyni vaxtda eyni sensorlar manipulyatorların hərəkətinin operatorun hərəkətlərinə uyğun olmasını təmin edir. Hərəkətlərin amplitüdlərini sinxronizasiya etməklə yanaşı, mühəndislər vaxt məsələsi ilə də üzləşirlər. Məsələ ondadır ki, hər bir mexanikin müəyyən bir reaksiya müddəti olur. Buna görə də, ekzoskeletdən istifadə etmək üçün kifayət qədər rahatlıq məqsədi ilə minimuma endirilməlidir. Kiçik, yığcam ekzoskeletlərdə hal -hazırda vurğulanan insan və maşın hərəkətlərinin sinxronizasiyası xüsusi bir prioritetə malikdir. Kompakt ekzoskelet dəstəkləyici səthdə və s. Artımına imkan vermədiyindən, şəxslə birlikdə hərəkət etməyə vaxtı olmayan mexaniklər istifadəni mənfi təsir edə bilər. Məsələn, mexaniki "ayağın" vaxtsız hərəkəti, insanın sadəcə tarazlığını itirməsinə və yıxılmasına səbəb ola bilər. Və bu, bütün problemlərdən uzaqdır. Aydındır ki, insan ayağının əlindən və barmaqlarından başqa, əlindən daha az sərbəstlik dərəcəsi vardır.
Hərbi ekzoskeletlərin ən yeni tarixi 2000 -ci ildə başladı. Daha sonra Amerika agentliyi DARPA, EHPA proqramının (İnsan Performansının Artırılması üçün Exoskeletons - İnsan performansını artırmaq üçün Exoskeletons) başlamasına başladı. EHPA proqramı, gələcəyin əsgərinin görünüşünü yaratmaq üçün daha böyük bir Land Warrior layihəsinin bir hissəsidir. Lakin, 2007 -ci ildə Land Warrior ləğv edildi, ancaq ekzoskelet hissəsi davam etdirildi. EHPA layihəsinin məqsədi sözdə olanı yaratmaq idi. insan qolları və ayaqları üçün gücləndiriciləri olan tam bir ekzoskelet. Eyni zamanda heç bir silah və ya şərt tələb olunmurdu. DARPA və Pentaqondan məsul şəxslər yaxşı bilirdilər ki, ekzoskeletlər sahəsində mövcud vəziyyət onları əlavə funksiyalarla təchiz etməyə imkan vermir. EHPA proqramının texniki tapşırıqları yalnız bir əsgərin təxminən 100 kiloqram ağırlığında bir ekzoskeletdə uzun müddət daşıması və hərəkət sürətinin artması ehtimalını nəzərdə tutur.
Sacros və Berkeley Universiteti (ABŞ), həmçinin Yapon Cyberdyne Systems, yeni texnologiyanın inkişafında iştirak etmək istəklərini ifadə etdilər. Proqramın başlamasından on iki il keçdi və bu müddət ərzində iştirakçıların tərkibi bəzi dəyişikliklərə məruz qaldı. Sacros indi Raytheon konserninin bir hissəsinə çevrildi və universitetin Berkeley Bionics adlı bir bölümü Lockheed Martin -in bir bölməsinə çevrildi. Bu və ya digər şəkildə, EHPA proqramı çərçivəsində yaradılmış üç prototip ekzoskelet var: Lockheed Martin HULC, Cyberdyne HAL və Raytheon XOS.
Siyahıda göstərilən ekzoskeletlərdən birincisi - HULC - DARPA tələblərinə tam cavab vermir. Fakt budur ki, 25 kiloqramlıq konstruksiyada yalnız arxa dayaq sistemi və mexaniki "ayaqları" var. HULC -də əl dəstəyi tətbiq edilmir. Eyni zamanda, HULC operatorunun fiziki imkanları, arxa dayaq sistemi vasitəsilə qollardakı yükün çox hissəsinin ekzoskeletin qüvvə elementlərinə ötürülməsi və nəticədə yerə "getməsi" səbəbindən artır. Tətbiq olunan sistem sayəsində bir əsgər 90 kiloqrama qədər yük daşıya bilər və eyni zamanda bütün ordu standartlarına cavab verən yüklə qarşılaşa bilər. HULC, səkkiz saata qədər işləyən bir lityum-ion batareya ilə təchiz edilmişdir. Ekonomik rejimdə ekzoskeletdə olan bir adam saatda 4-5 kilometr sürətlə gedə bilir. HULC-nin maksimum mümkün sürəti 17-18 km / saatdır, lakin sistemin bu iş rejimi bir batareya şarjından iş vaxtını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Gələcəkdə Lockheed Martin, HULC -ni bir gün istismar üçün kifayət edəcək yanacaq hüceyrələri ilə təchiz edəcəyini vəd edir. Bundan əlavə, sonrakı versiyalarda dizaynerlər ekzoskelet istifadəçisinin imkanlarını əhəmiyyətli dərəcədə artıracaq "robot" əllərə söz verirlər.
Raytheon indiyə qədər XOS-1 və XOS-2 indeksli bir qədər oxşar iki ekzoskelet təqdim etdi. Ağırlıq və ölçü parametrlərində və nəticədə bir sıra praktik xüsusiyyətlərdə fərqlənirlər. HULC -dan fərqli olaraq, XOS ailəsi əl rahatlığı sistemi ilə təchiz edilmişdir. Bu ekzoskeletlərin hər ikisi təxminən 80-90 kiloqram çəki qaldıra bilir. Hər iki XOS -un dizaynının mexaniki qollara müxtəlif manipulyatorlar quraşdırmağa imkan verməsi diqqət çəkir. XOS-1 və XOS-2-nin indiyə qədər əhəmiyyətli enerji istehlakına sahib olduğunu qeyd etmək lazımdır. Bu səbəbdən hələ də muxtar deyillər və xarici enerji təchizatı tələb edirlər. Buna görə, maksimum səyahət sürəti və batareyanın ömrü söz mövzusu deyil. Ancaq Raytheon'a görə, kabel enerjisinə ehtiyac, uyğun bir elektrik mənbəyinin olduğu anbarlarda və ya hərbi bazalarda XOS -un istifadəsinə maneə olmayacaq.
EHPA proqramının üçüncü nümunəsi Cyberdyne HAL -dır. Bu gün HAL-5 versiyası aktualdır. Bu ekzoskelet müəyyən dərəcədə ilk ikisinin qarışığıdır. HULC kimi, müstəqil olaraq da istifadə edilə bilər - batareyalar 2,5-3 saat davam edir. XOS ailəsi ilə Cyberdyne Systems -in inkişafı dizaynın "tamlığı" ilə birləşir: həm qollar, həm də ayaqlar üçün dəstək sistemlərini ehtiva edir. Bununla birlikdə, HAL-5-in daşıma qabiliyyəti bir neçə on kiloqramı keçmir. Vəziyyət bu inkişafın sürət keyfiyyətləri ilə eynidir. Fakt budur ki, yapon dizaynerləri hərbi istifadəyə deyil, əlillərin reabilitasiyasına diqqət yetirmişlər. Aydındır ki, bu cür istifadəçilərin yüksək sürətə və ya yükləmə qabiliyyətinə ehtiyacı yoxdur. Buna uyğun olaraq, ordu HAL-5 ilə indiki vəziyyətdə maraqlanırsa, onun əsasında hərbi istifadə üçün kəskinləşdirilmiş yeni bir ekzoskelet düzəltmək mümkün olacaq.
EHPA müsabiqəsinə təqdim olunan perspektivli ekzoskeletlər üçün bütün variantlardan yalnız HULC indiyə qədər ordu ilə birlikdə sınaqdan keçdi. Digər layihələrin bir sıra xüsusiyyətləri hələ də sahə sınaqlarına başlamağa imkan vermir. Sentyabr ayında bir neçə HULC dəsti, ekzoskeletin xüsusiyyətlərini real şəraitdə öyrənmək üçün hissə -hissə göndəriləcək. Hər şey yolunda gedərsə, 2014-15-ci illərdə genişmiqyaslı istehsal başlayacaq.
Bu vaxt elm adamları və dizaynerlər daha yaxşı anlayışlara və dizaynlara sahib olacaqlar. Exoskeleton sahəsində ən çox gözlənilən yenilik robot əlcəklərdir. Mövcud manipulyatorlar əllə istifadə üçün nəzərdə tutulmuş alətlərdən və buna bənzər obyektlərdən istifadə etmək üçün hələ çox əlverişli deyil. Üstəlik, bu cür əlcəklərin yaradılması bir sıra çətinliklərlə bağlıdır. Ümumiyyətlə, onlar digər ekzoskelet yığınlarına bənzəyirlər, lakin bu halda sinxronizasiya problemləri çoxlu mexaniki elementlər, insan əlinin hərəkət xüsusiyyətləri və s. Ekzoskeletlərin inkişafında növbəti addım neyroelektronik interfeysin yaradılması olacaq. İndi mexanikanın hərəkəti sensorlar və servo sürücülər tərəfindən idarə olunur. Mühəndislər və elm adamları üçün daha əlverişli olan, insan sinir impulslarını aradan qaldıran elektrodlarla idarəetmə sisteminin istifadəsidir. Digər şeylər arasında belə bir sistem mexanizmlərin reaksiya müddətini azaldacaq və nəticədə bütün ekzoskeletin səmərəliliyini artıracaq.
Praktik tətbiqə gəldikdə, son yarım əsr ərzində bu barədə fikirlər demək olar ki dəyişməmişdir. Ordu hələ də perspektivli sistemlərin əsas istifadəçiləri hesab olunur. Yükləmə və boşaltma əməliyyatları, döyüş sursatı hazırlamaq və əlavə olaraq döyüş vəziyyətində döyüşçülərin imkanlarını artırmaq üçün ekzoskeletlərdən istifadə edə bilərlər. Qeyd etmək lazımdır ki, ekzoskeletlərin daşıma qabiliyyəti təkcə ordu üçün faydalı olmayacaq. Bir insanın fiziki imkanlarını əhəmiyyətli dərəcədə artırmasına imkan verən texnologiyanın geniş istifadəsi bütün logistika və yük daşımalarının simasını dəyişə bilər. Məsələn, forklift olmadıqda yük dəmiryolunun yüklənməsi üçün vaxt yüzdə on azalacaq ki, bu da bütün nəqliyyat sisteminin səmərəliliyini artıracaq. Nəhayət, sinirlə idarə olunan ekzoskeletlər əlillərə insanların yenidən dolğun bir həyat yaşamalarına kömək edəcək. Üstəlik, neyroelektronik interfeysə böyük ümidlər bağlanır: onurğa zədələnməsi halında və s. Yaralanmalarda beyindən gələn siqnallar bədənin müəyyən bir sahəsinə çata bilməz. Onları sinirin zədələnmiş sahəsinə "tutub" ekzoskeletə nəzarət sisteminə göndərsək, insan artıq təkərli kürsüyə və ya çarpayıya bağlanmayacaq. Beləliklə, hərbi inkişaflar təkcə ordunun deyil, həm də həyatını yaxşılaşdıra bilər. Hələlik böyük planlar qurarkən, yalnız payızda başlayacaq Lockheed Martin HULC ekzoskeletinin sınaq əməliyyatını xatırlamalısınız. Nəticələrinə əsasən, bütün sənayenin perspektivlərini və potensial istifadəçilərin ona olan marağını qiymətləndirmək mümkün olacaq.
