В «киберштанах» от фирмы HAL человек не перетруждаясь поднимается по лестнице на самый последний этаж небоскрёба и совершенно не устает от этого тяжелого упражнения.
В начале лета 2004 года японцы планируют начать продажу первых серийных коммерческих экзоскелетов – силовых роботизированных костюмов HAL-3. Эти экзоскелеты были разработаны и произведены в первую очередь для людей с ограниченными возможностями, но и военные с большим интересом присматриваются к этому изобретению.
Ученые и инженеры, работающие в лаборатории Cybernics японского университета Цукубы (Tsukuba University), взялись за разработку и успешно реализовали свои идеи по созданию первого в мире роботизированного экзоскелета, предназначенного для коммерческих целей.
Если быть точным, то сотрудники Cybernics разработали и создали роботизированные ноги, а аббревиатура HAL расшифровывается именно как Hybrid Assistive Leg.
Разработанный роботизированный экзоскелет дает возможность людям с ограниченными возможностями самостоятельно перемещаться со скоростью 4 километра в час и подниматься по лестницам, практически не прилагая никаких физических усилий.
Интересен тот факт, что роботизированному экзоскелету HAL-3 не требуется никаких органов внешнего управления, которое осуществляется нейротоками человека.
В комплект поставки HAL входит рюкзак, комплектующийся компьютером и батареями, набор сенсоров и четыре головки электропривода, установленные в горизонтальной проекции тазобедренных и коленных суставов ног человека.
Непосредственными продажами разработки специалистов Cybernics, будут заниматься сотрудники компании INRI Inc. и Организация содействия индустрии города Ота.
При детальном рассмотрении изобретения можно прийти к выводам, что для создания экзоскелета причастны специалисты различных научных направлений. Да, и лаборатория, специалисты которой создали HAL, действительно называется Cybernics.
Это слово было создано учеными университета Цукубы, объединившими такие слова как: кибернетика, мехатроника, бионика, медицина, информатика, электроника, физика и математика, то есть все те направления науки, достижения которых использовались при создании этого сложного и необходимого механизма.
В США, в Массачусетском технологическом институте (MIT), уже длительное время, аж с 1978 года, занимаются подобными разработками, однако на улицах Нью-Йорка или Лос-Анджелеса до сих пор не видно людей с ограниченными возможностями, одетых в такие «доспехи», да и на полях сражений, где воюет армия США, «солдат будущего» в экзоскелетах тоже не заметно.
Ранее нами уже освещалось как ученые США, реализуя программу Exosceletons for Human Perfomance Augmentation, пытаются создать для своих вооруженных сил полный экзоскелет, предусматривающий усиление возможностей не только ног, но и рук.
Подобное изобретение способно наделить солдат большей скоростью бега, возможностью переносить большее количество боеприпасов, способностью применять невозможно тяжелое для обычного солдата вооружение, и вообще превосходством над потенциальным противником по всем физическим параметрам. На подобные разработки оборонное агентство США DARPA выделило сумму в размере $50 миллионов.
В результате проведенной исследовательской и инженерной работы уже существует экспериментальный образец под название WEAR, разработанный SARCOS Research Corporation. WEAR это аббревиатура, которая расшифровывается как «пригодный для ношения, энергетически автономный робот».
Работоспособен ли экзоскелет WEAR и насколько он отвечает поставленным перед разработчиками задачам, до настоящего времени непонятно. Ранее неоднократно сообщалось, что полностью работоспособный образец WEAR будет представлен в 2005 году, однако уже длительное время какие-либо новости об этом проекте не публикуются. Значит ли это, что проект приостановлен? Или же напротив, проект оказался столь удачным, что его глубоко засекретили?
Тем не менее, другой проект военного экзоскелета фактически готов, его автором является Berkley Lower Extremity Exoskeleton (BLEEX). Как становится понятно из названия, этот проект разработал в университете Беркли (Berkley), тоже по заказу DARPA.
BLEEX использует в качестве усилителей физических возможностей человека гидроприводы, а в качестве источника энергии для гидронасоса, компактный ДВС с баком, крепящимся к спине.
В настоящее время этот механизм позволяет носящему его человеку перемещаться пешком лишь по плоской или наклонной поверхности (для сравнения: в функциях HAL имеется возможность подъема по лестнице), но сотрудники Беркли уверяют, что в скором времени заставят их детище передвигаться бегом и даже прыжками.
Но BLEEX, это только механически ноги (что явствует из названия – lower extremity), а армия так хочет получить полноценный механизм. Возможно, Пентагон рассмотрит вопрос сотрудничества с Японией, которой есть что предложить.
Кроме проекта HAL в Японии существует еще один заслуживающий внимания проект экзоскелета, и в отличие от HAL, полного.
Технологическим институтом Канагавы (Kanagawa Institute of Technology) создан Power Assist Suit, призванный увеличить силу человека в полтора-два раза.
В разработке технологического института Канагавы используются датчики напряжения мышц для анализа движений оператора, а физическая сила человека увеличивается за счет встроенного сложного набора пневматических проводов.
Интересной особенностью характеристики Power Assist Suit является то, что он в первую очередь предназначен для работы в больницах, а именно для облегчения труда медицинских сестер, регулярно, в силу необходимости, производящих манипуляции с «неходячими» больными.
В данном контексте необходимо отметить, что первой областью применения аналогичных изобретений в США является военная сфера. Важно что подобные проекты, любой банк охотно финансирует и кредитует.
Поступление в продажу экзоскелетов, разработанных в Канагаве, планируется в 2005 году по цене примерно $15-20 тысяч за комплект. Возможно, DARPA стоит купить готовую, испытанную и даже подготовленную к коммерческому использованию разработку, сэкономив при этом немалую сумму денежных средств?
Как бы это все не выглядело фантастически, или в некоторых моментах смешно, но экзоскелеты, предназначенные для применения в боевых условиях, шаг за шагом превращаются в реальность, не смотря на то, что требуемые от таковых параметры: продолжительность работы, габариты, быстрота реакций, далеки от требуемых военными.
Очень радует тот факт, что мирное направление разработок экзоскелетов значительно опередило военное, и уже имеющиеся разработки значительно помогают людям с ограниченными способностями снова практически полноценно жить, а тем же грузчикам или медсестрам облегчают выполнение ежедневных задач.