Folk har altid drømt om at blive stærkere, end de virkelig er. Og nogle af dem forsøgte at gøre deres drømme til virkelighed. Den første sådan opfindelse var en håndtag, derefter en blok og et reb til at løfte belastninger. Ved hjælp af disse enkle enheder kan en person løfte en belastning meget tungere end hans krop. Men du vil have mere. Jeg vil gerne uden blokke og reb, uden håndtag, med mine egne hænder.
Ikke. med dine egne hænder fungerer det naturligvis ikke. Men enhver kan gøre det med et eksoskelet.
Et eksoskelet er en forstærker af menneskelige muskler. Det er sådan en ting, der gør en person mange gange stærkere - sådanne maskiner er meget nødvendige i hæren.
En soldat i en sådan eksoskelet kan let erstatte tre eller fire. Derudover kan han sandsynligvis knuse murværk med et slag af hans jernnæve. Enklere strukturer kan bruges i hjemlige forhold til at løfte vægte, såvel som de kan hjælpe handicappede og ældre med problemer med bevægeapparatet. Hvis overkommelige, forenklede eksoskeletter nogensinde sælges, vil de helt sikkert være populære hos turister, der elsker miles af langrends vandreture.
De første økoskeletter var almindelige krykker, men dette var ikke nok for mennesker. De ønskede at skabe en symbiose af menneske og maskine. Drømmen om at blive stærkere end vi er blev omdannet til et billede, der fik dette underlige navn - exoskepet,
EXOSKELETONS I FANTASTISK
I begyndelsen optrådte eksoskeletter i science fiction-romaner. Så Ivan Efremov i romanen "Andromeda Nebula" (1957) introducerede særlige "hoppeskeletter". Sådan beskriver forfatteren dem:
Salgsfremmende video:
"I luftlåsen ved udgangen blev biologiske dragter og 'hoppende skelet' forberedt på forhånd - stål, læderdækkede rammer med en elektrisk motor, fjedre og støddæmpere til individuel bevægelse med øget tyngdekraft, som blev båret over dragtene."
Men han beskriver selve gåtur rundt om planeten med stor tyngdekraft:
”Uden megen øvelse var det meget vanskeligt at koordinere din egen krop med bevægelsen af stålskelets håndtag. Fra dette blev vandring ledsaget af rysten og voldelig rysten. Selv fra en kort march bruger folk A Robert Heinlein eksoskelettet til militære formål I 1959 skrev han romanen "Starship Troopers" (som vandt Hugo-prisen et år efter, at den blev skrevet), hvor han viser en pansret rumdragt, iført som en person kan løbe, hoppe, flyve med indbyggede raketmotorer og mange flere nyttige og ikke særlig nyttige ting.
I 1987 skabte Stanislav Lem sin sidste roman, hvorefter han stoppede med at skrive fiktion og viet de resterende 19 år af sit liv til filosofi og litterær kritik. Romanen kaldes "Fiasco", nu betyder det ikke noget, hvad historien handler om, vores hovedemne er eksoskeletter.
Lem skriver om dette:
”Bolshee-vandreture blev legemliggørelsen af exoskeleton-konceptet. som som en ekstern forstærker af menneskelig varme var kendt fra mange prototyper i det tyvende århundrede. Opfindelsen forblev i udviklingsstadiet, da der ikke var brug for den på Jorden. Denne idé blev genoplivet under udforskningen af solsystemet. Maskiner dukkede op, tilpasset planeterne, som de skulle arbejde på, til lokale opgaver og forhold … Mere bevægelse skal ikke skabe pludselige bevægelser - ligesom det er umuligt med det samme at stoppe en krydser i havet eller rotere bommen på en kran som en propell …"
Naturligvis forfatteren var lidt forkert - sandsynligvis vil eksoskeletter finde anvendelse på Jorden og en dag vil være tilgængelig på samme måde som mobiltelefoner nu er tilgængelige. Temaet med eksoskeletter flimrer også i science fiction-film. Jeg håber, at alle husker "Alien", hvor den modige Ripley kæmper mod et monster, mens han står inde i en læsser.
Og hvis du tager filmen "Iron Man" (2008), er den helt helliget temaet exoskelet.
Andre eksempler kunne nævnes, men i øjeblikket vil vi begrænse os til ovenstående.
Exoskeleton fra filmen "Avatar" (2009)
Hvornår optrådte prototype-eksoskelettet? Har de ret til at eksistere? Hvorfor er der stadig ingen rigtig betjenende modeller af disse mirakelmaskiner, disse forstærkere af vores muskler? Lad os prøve at finde ud af det.
FØRSTE SWALLOW
Den første svale viste sig at være en klodset flodhest. Det første arbejdende eksoskelet blev udviklet af General Electric i tresserne af det tyvende århundrede. Det var en besværlig struktur. Manden blev placeret inde i denne stålmaskine og lignede en enorm jernkrabbe - han bevægede sig meget langsomt, to store langusterklo, som operatøren manipulerede, reagerede modvilligt på ordrer, og med store vanskeligheder lykkedes han at holde dem under kontrol Hydrauliske kløer betød pumper, der bevæger hydraulik - den allerede massive Hardiman, som dette monster blev kaldt, var afhængig af periferiens endnu større størrelse - strømgeneratorer og hjælpeudstyr, der var udstyret med et ret stort rum.
Designet af Hardiman-eksoskelettet skulle øge operatørens styrke med tredive gange, dvs. en person kunne erstatte en hel toppa af læssere. Mindst en operatør inden i Hardiman var teoretisk i stand til at løfte 1.500 pund. Militæret havde store forhåbninger for denne udvikling - Hardiman ville være meget nyttig på flyselskaber til lastning af bomber og missiler. Men drømme går ikke altid i opfyldelse - tingene gik ikke længere end prototyper. Der var adskillige betydelige mangler i eksoskeletdesignet.
Først kunne han ikke bevæge sig tilstrækkeligt selv på en plan overflade - med hvert trin risikerede operatøren at falde og dø under denne maskins vægt. Hardiman nægtede ganske vist at gå som et menneske, og få normale mennesker ville blive enige om at regere en sådan lunefuld jernmand. Den anden fejl - ud af de planlagte 700 kg var Hardiman kun i stand til at skubbe ud 300, og hvis man tager højde for, at strukturen vejer dobbelt så meget, kan dette ikke kaldes en rekord. I 1970 blev der kun lavet en klo til at arbejde, hvilket heller ikke blev betragtet som et meget godt resultat. Og hvis vi tager højde for vognen og den lille vogn med perifert udstyr, virkede projektet helt kompromisløst. Selv nu er der endnu ikke fundet noget alternativ til en bærbar strømkilde for sådanne hulks.
Har drømt i flere år - og det er nok I 1971 blev Hardiman-projektet frosset på grund af manglen på synlige udviklingsmuligheder.
Derefter i filmen Alien dukkede Caterpillar P-5000 ganglæsser op, som blev betjent betjent af løjtnant Ripley. Denne loader, der ikke findes i virkeligheden, er baseret på Hardiman. Kun i filmen blev de elektriske kabler efterladt efter kulisserne, og bilen vises som en fuldstændig autonom læsser. Præcis hvad håndværkerne fra General Electric ville gøre. Men de kunne ikke.
Folk fortsatte deres forsøg på at gøre sig til cyborgs, de ville virkelig lære at lege med jernmuskler, for at føle kraften i deres jernkrop. Der er to hoveddrømme - at lære at flyve og blive stærk som en elefant. Hvis folk har lært at flyve ved hjælp af faldskærme og faldskærmsudspring, det vil sige at gøre noget med et minimum, er det endnu ikke muligt at blive stærk.
Efter adskillige forsøg på at skabe et effektivt exoskelet var der en lang pause. Kun lejlighedsvis gled projekter forbi, der ikke gik ud over whatman papir, og først for nylig begyndte arbejdsmodeller at dukke op. Hvis eksoskeptikerne for almindelige mennesker med handicap næsten er klar til at gå ud i verden, er det stadig med en militær udvikling et fuldstændigt stop.
MODERNE XOS ROBO SUITS
I flere år, begyndende i 2000, har Sacros arbejdet inden for MEMS-området og udviklet robotik. Den 12. november 2007 blev det købt af det amerikanske firma Raytheon, en stor leverandør til det amerikanske militær. tager kontrol over udviklingen. Foruden eksoskeletter designede Sacros robotdukker, og hun skabte også dinosaurier til filmen Jurassic Park.
Foto: joy4mind.com
Visningen af XOS-eksoskelettet var tilsyneladende tidsbestemt til at falde sammen med frigivelsen af Iron Man-filmen, og endda Raytheon-reklamer indeholdt optagelser fra filmen. En tvetydighed med navnet - overalt kaldes dette eksoskelet XOS - overalt bortset fra Raytheon. Tilsyneladende er dette bare et forkortet navn på engelsk - Exosceleton.
Denne robot fungerer på omtrent samme måde som alle andre af denne type. Den har sensorer, der registrerer muskelsammentrækninger og sender signaler til motorer. Og motorerne reagerer hurtigt, men personen pressede sig ind i XOS. føler stadig en lille forsinkelse i bevægelse. Og - vigtigst af alt - øger eksoskelettet en persons styrke tyve gange. det vil sige, at en person uden problemer kan løfte en last, der vejer 200 kg. Det er sandt, at det er usandsynligt, at han kan bære sådanne belastninger på ryggen, men han kan trække denne vægt fra jorden.
Udviklerne rapporterede ingen detaljer, tilsyneladende frygtede konkurrenter. Og eksoskelettet er endnu ikke fuldt færdigbehandlet, så det er for tidligt at dot jeg.
På displayet med exoskelet viser den operatør, der tog på sig dette kostume - eller. eller rettere sagt bliver det sagt, jeg kom ind i det - hvad jeg ikke gjorde! Han udførte push-ups med en belastning på ryggen, der vejer 90 kg, og trækkede forskellige vægte og gik på et skråt plan og slo også en boksesæk med hurtige og præcise bevægelser. Og han gjorde alt dette så let, som om han tog en morgenvandring.
Oprindeligt er XOS designet til militæret, det vil sige til indlæsning af ammunition såvel som til deltagelse i fjendtligheder. Stephen Jacobsen, Sarcos-direktør og projektleder, håber imidlertid, at opfindelsen finder sin plads ikke kun til losning af arbejde, men også til at hjælpe mennesker med handicap.
Et stort problem med dette eksoskelet, og mange andre også, er manglen på en bærbar strømkilde. På dette tidspunkt kan XOS kun bruges på steder, hvor det kan tilsluttes med et tykt elektrisk kabel. Selvom det kun vil være militære ammunitionsdepoter.
I fremtiden, hvis magtproblemer løses, kan sådanne dragter bæres i rustning - og du får en rigtig "Iron Man". Krig er dog ikke den bedste måde at bruge nye teknologier på. Forhåbentlig bruges disse dragter primært til fredelige formål.
* * *
Det skete bare så, at enhver opfindelse, uanset hvor trist den måske lyder, først finder anvendelse til militære formål, og først derefter begynder civile at bruge den. Den første stenøks skar først fjendens kranium op, og først derefter begyndte de at hugge grene for brande. Atomet blev først testet på Hiroshima. Og det blev fredeligt meget senere.
Selvom der er 11 undtagelser - kridt blev oprindeligt brugt til underholdnings fyrværkeri, begyndte det at dræbe i middelalderen. Men eksoskeletter er ingen undtagelse. På trods af at der er mange fredelige udviklinger, startede det hele med hærordrer.
Vi har allerede talt om to eksoskeletter. Dette er den første General Electric Hardiman, der aldrig har lært at flyve, og XOS-dragt fra Sacros. Indtil videre er dette bare prototyper med en masse mangler, men en dag vil folk løse de største problemer, som der ikke er nogen sådanne mandstanke i nogen hær endnu. Nu er test af eksoskeletter mere som et modeshow og går ikke længere end at besudle catwalken. Men måske vil det tage flere år - og soldaterne kan klæde sig i robotdragter.
HULC UNIVERSAL CARGO EXOSKELETON
HULC står for Human Universal Load Carrier-eksoskelet.
Oprindeligt arbejdede det Californien-baserede selskab Berkeley Bionics på prototypen af dette exoskelet. Hun arbejdede for agenturet DARPA som en del af et projekt til at introducere højteknologier i den militære sfære. Deres eksoskelet blev kaldt BLEEX (Berkeley Lower Extremity Exoskeleton). Men efter deres udvikling købte Lockheed Martin den ud og oprettet efter en række ændringer en ny model baseret på BLEEX - HULC-eksoskelettet.
I begyndelsen af 2009 blev Army Winter Symposium afholdt i Florida. Det viser Lockheed Martins HULC-krafteksoskelet klar til masseproduktion. Amerikanere elsker billige tegninger - du kan ikke fjerne det fra dem. Hvis demonstrationen af XOS-eksoskelettet af Raytheon og Sacros var tidsbestemt til at falde sammen med screeningen af filmen Iron Man, skal HULC være forbundet med den grønne mand fra den utrolige Hulk-bpokbuster. Det, der overrasker mig mest af alt, er, at ikke nogle glamourøse projekter, men seriøse militærindustrielle virksomheder går til sådan PR. Okay, det handler ikke om det.
Eksoskeletprøven giver dig mulighed for at bære en belastning på op til 90 kg i 1 time med en gennemsnitlig hastighed på næsten 5 km / t og muligheden for kortvarige accelerationer op til 16 km / t. Det drives af et lithiumpolymerbatteri, der kun vejer to kg. Planlægger at udstyre HULC med andre strømkilder: Lockheed Martin udvikler en lydløs generator med lydløs jet. Fra en sådan generator kan HULC-dragt arbejde i op til 3 dage på en tankstation, og det er hvis soldaten bevæger sig i 8 timer om dagen.
Indtil videre handler HULC-dragt kun om stærke ben og en stærk krop. Det er ikke kommet til hånden endnu. Men på trods af dette. der er allerede oprettet et specielt monteringssystem, som giver dig mulighed for at installere ekstra udstyr på exoskelettet, såsom rustning, forskellige sensorer eller endda en tung maskingevær. Med alt dette vil soldaten uden at føle en stor vægt være i stand til at bevæge sig roligt.
Exoskelet HULC er en knogle i halsen hos skaberne af robotdraget XOS. For det første vejer det kun 25 kg (25 kg) og kan hurtigt tages på, fjernes og bæres i en lille kasse. For det andet har HULC ikke brug for tykke boa-kabler. Tredvendigt hævder skaberne, at selv hvis batterierne løber tør, vil HULC stadig lette soldatens bevægelse og kompensere for stød og belastning, og en person i et XOS-eksoskelet med et afskåret kabel vil se ud som en tankskib i en ødelagt tank, ville det være problematisk at komme ud af uden hjælp.
PISCES - SCUBA'S ROBO SUIT
Mange af os elsker at svømme under vandet. Og alle ved, at en masse menneskelig indsats går til at overvinde vandets modstand for at omdanne kraft til fremadgående bevægelse. For at være ærlig er der ingen effektivitet - ca. 3%. Når vi lægger svømmeføtter på fødderne, øger vi effektiviteten op til 10-15% - det er alt. Der er naturligvis mekaniske apparater, der letter svømning under vand. Men nu er de ikke længere helt relevante. De er forældede. Hvis nogen har set filmen "The Diamond Arm", husker han sandsynligvis episoden, hvor helten svømmer under vand ved hjælp af en mekanisk torpedo. De er stadig i brug, men disse ting er for massive og lette at finde.
Efter XOS og HULC blev eksoskeletter testet. det amerikanske militær tænkte på den samme robo-dragt, men kun for dykkere. Når alt kommer til alt, skal sikkerhedstjenestekæmpere ofte lande på de mest uventede steder. Og nogle gange er det mest praktisk at gøre dette på strandkanten - stille og fredeligt komme ud, skjule dykkerudstyret og - på angrebet! Men hvis en person har svømt under vandet i mere end en kilometer, så hvilken slags angreb er der, han er træt, han har ingen styrke - ingen fysisk træning hjælper. Her beordrede militæret videnskabsmænd til at udvikle et eksoskelet til dykere.
POWERSWIM OG PISCES - EXOSKELETONS TIL DYKNING
Foto: 3dnews.ru
Forskere fra Institute for Human and Machine Cognition, Peter Neuhaus og Jerry Pratt, blev inviteret til at arbejde med oprettelsen af exoshelet. Tingen er. at disse eksperter på de menneskelige og dyrs motoriske funktioner i 2004 udviklede en prototype af et eksoskelet til svømning under vand - så tænkte de ikke på militæret og gjorde en civil model. Ideen var meget enkel - små motorer er fastgjort til hofter og kalve, et batteri bagpå - benene bliver ikke trætte, musklerne spændes ikke, og indtil batteriet løber tør, kan dykkeren svømme og svømme.
PISCES - Performance Improving Self Coniained Exoskeleton for Swimming - dette er navnet på det nye exoskelet, udviklet på grundlag af den gamle model. Konceptet er baseret på imitativ fysiologi. Mennesker vedtager ofte dyres bevægelsesmetoder - denne gang kopierede forskere bevægelserne af delfiner og havskildpadder. Forresten, en af de første udviklinger lånte vejen for bevægelse i vandet fra pingviner, og eksoskelettet var udstyret med pingvinvinger. Men efter nogle beregninger vandt delfiner og skildpadder stadig - hvis kun fordi delfiner kun bruger deres haler.
Exoskelettet, i modsætning til torpedotårne, er praktisk talt stille og derfor en dykkerdyger klædt i en lignende robotdragt. det vil være ret vanskeligt at opdage. For det andet, når du kun handler med fødderne ( hale) *), frigør dykkeren hans hænder fuldstændigt til forskellige manipulationer.
Nu er der arbejdsmodeller, de testes og ser ud til at vise gode resultater. Selvfølgelig går alt i første omgang til forsvarsindustrien, og Peter Neuhaus er sikker på, at der i fremtiden kan fremstilles eksoskeletter til handicappede på basis af PISCES.
EXO-WING JET MAN
Hvad du ikke vil høre i sagn og eventyr. Og de flyvende tæpper og vingerne fra Icarus. Og det amerikanske firma Atair Aerospace tog og lavede en flysæk. Faktisk er dette firma engageret i udvikling og oprettelse af udstyr til levering af varer med fly. Paragliders, faldskærme - dette er en af siderne i Atair Aerospace's arbejde. Biler, der leveres til stedet af paragliders - dette er endnu en udvikling, så virksomheden i 2005 viste en flyvende bil "Chimera", som efter planlægning er i stand til at tage af sig selv ved hjælp af en paraglider. Og i luften udvikler den en hastighed på op til 65 km / t.
Foto: dekatop.com
Men Atair Aerospace besluttede ikke at stoppe ved den flyvende bil. Og hun begyndte at arbejde på skabelsen af flyvende mennesker. Og de fik et mandfly. En rigtig mand med rigtige vinger og jetturbiner. EXO-Wing er navnet på dette fly. Det ser ud som vinger med to mikroturbiner. Disse skærme er lavet af højkvalitets ny generation af kompositmaterialer, som blev udviklet af Atair Aerospace.
EXO-vingen er relativt let og kan slåes bag din ryg som en rygsæk. Apparatet gør det muligt for en person at glide i luften. Først og fremmest vil den sandsynligvis blive brugt i hæren, og først derefter vil den blive brugt til civile behov. Måske vil landmænd bruge det til at sprøjte markerne med kemi.
GRYPHON PARACHUTE SYSTEM
Tysk joint venture mellem tre virksomheder - ESG, Dragee Aerospace og SPELC0. såvel som det tyske firma FreeSky - arbejdede også med oprettelsen af et mandatfly. Denne gang skal Gryphon være uden jettræk. Faktum er, at disse virksomheder udviklede et stille system - i princippet er dette en faldskærm, bare ikke helt en almindelig. Det er lavet af kulfiber og har form som vinger. Den sættes på en faldskærm på ryggen og er beregnet til at hoppe fra et fly. I teorien skulle det give faldskærmene mulighed for at klæde sig i en afstand af 200 kilometer, når de hopper fra en højde på 9 tusind meter. Det ville være meget praktisk - moderne faldskærme og faldskærmsudspringere har ikke en sådan reserve, og under landing landes flyet helt sikkert, og derfor vil enhver landingsoperation først mislykkes. Med Gryphon skulle alt være lettere - flyet, før det når fjendens territorium, falder tropperne, som tavs og umærkeligt krydser grænsen.
Foto: alternathistory.livejournal.com
Lignende systemer er allerede brugt af den tyske hær siden 2003, men afstanden, som disse flagermus kan dække, er ikke mere end 60 kilometer. Det ser ud til, at de begyndte at installere jetmotorer på vingerne, hvilket helt sikkert vil hjælpe med at overvinde længere afstande. Indtil videre bruges konventionelle faldskærme til at lande Gryphon, men en ikke-faldskærm landing er under udvikling. Måske lykkes de.
RUSSIAN EXOSKELETON FIGHTER-21
Foto: svagor.com
Hvorfor ikke sige et par spins om det russiske militær? Når alt kommer til alt, tidligere var det en af de mest magtfulde hære i en af de mest magtfulde stater, men nu er arrangementet af grib nu ændret noget. Den russiske hær er nu næsten ikke citeret. Og hvordan kan det citeres, når det har været ude af stand til at følge med i våbenløbet i næsten tyve år. Det vil sige, hun nærmest holdt op med at jage. Vævet fem år senere. Lags bag. Ja, hvad angår introduktion af nye teknologier, hænger den russiske hær bag de vestlige med mindst fem år eller endnu mere.
Nej, vi har fremragende helikoptere - "hajer", "alligatorer" og andre, og der er endda nogle udviklinger i fremtiden, men i tyve år har alt dette praktisk taget kun været grundlæggende. Planerne er, som de siger, enorme, men ringe mening. Jeg ved ikke, hvorfor dette sker, og jeg skal ikke forstå dette. Jeg taler om noget andet.
Nej, vores udviklere af kålsuppe er heller ikke bastards. De ved alle, hvordan man gør det. Kun meget langsomt. For ikke så længe siden begyndte Den Russiske Føderations forsvarsministerium at udvikle kampudstyr kaldet Fighter-21 n. Det er ikke rigtig et eksoskelet. Dette er en kampdragt med eksoskeletelementer, så at sige, det ville være mere korrekt. Det ser ud til, at de ønsker at afslutte arbejdet med oprettelsen af denne tank i 2015, men det vides ikke, hvordan det rent faktisk vil komme ud.
Én ting glæder mig - på den internationale udstilling af sikkerhedssystemer "Interpolitech-2009" i Moskva blev det sagt, at sættet af kampudstyr fra anden generation ikke ville have nogen analoger med hensyn til effektivitet i hele verden. Løftet glæder sig, men det vides ikke, om de samme kostumer vil glæde i fremtiden.
For øvrig sagde man på den samme udstilling, at førstegenerations kampsæt (uden exoskeletelementer) allerede er overlegent end vestlige kolleger. Det eneste skam er, at alt dette let kan forblive kun eksperimentelle modeller eller produceres i sparsomme batches. I sådanne situationer er al denne udvikling værdiløs.
Det omtrentlige beløb af investeringer i projektet vil være omkring $ 35 millioner. Dette er langt mindre end omkostningerne til udviklingen af amerikanerne - de investerer i sådanne projekter mindst halvanden milliard dollar.
På dette tidspunkt vides meget lidt om bord 2b-projektet, og det er ikke overraskende - militæret vil ikke fortælle på forhånd om de klassificerede projekter.
Der var dog få, der troede. at vores ingeniører vil være i stand til at fremstille et normalt fungerende exoskelet. Nej, de vil skabe det, men de vil næppe være i stand til at sætte det i produktion. Som et resultat vil situationen igen være den samme som med "hajen" - kun eliteenheder vil være i stand til at bruge disse dragter, og selv da er der ikke nok for alle. Sådan lever vi.
"Videnskab og teknologi" 2012