Gjysmë shekulli pas fillimit të punës në fushën e ekzoskeletit, mostrat e para të kësaj pajisje janë gati për të shkuar në punë të plotë. Lockheed Martin kohët e fundit u mburr se projekti i saj HULC (Transportuesi i ngarkesës universale njerëzore) jo vetëm që është testuar në terren me Pentagonin, por është gati për prodhim serik. Ekzoskeleti HULC tani po "merr frymë në shpinë" nga disa projekte të ngjashme nga kompani të tjera. Por një bollëk i tillë i modeleve nuk ishte gjithmonë.
Në fakt, ideja e krijimit të çdo pajisjeje që mund të vishet nga një person dhe të përmirësojë ndjeshëm cilësitë e tij fizike u shfaq në gjysmën e parë të shekullit të kaluar. Sidoqoftë, deri në një kohë të caktuar ishte vetëm një nocion tjetër i shkrimtarëve të trillimeve shkencore. Zhvillimi i një sistemi praktikisht të zbatueshëm filloi vetëm në fund të viteve pesëdhjetë. General Electric, nën kujdesin e ushtrisë amerikane, nisi një projekt të quajtur Hardiman. Detyra teknike ishte e guximshme: ekzoskeleti nga GE duhej të lejonte një person të operonte me ngarkesa që peshonin deri në një mijë e gjysmë paund (rreth 680 kilogramë). Nëse projekti përfundonte me sukses, ekzoskeleti Hardiman do të kishte perspektiva të mëdha. Pra, ushtria synonte të përdorte teknologji të re për të lehtësuar punën e armëtarëve në forcat ajrore. Për më tepër, shkencëtarët bërthamorë, ndërtuesit dhe përfaqësuesit e shumë industrive të tjera ishin "në linjë". Por edhe dhjetë vjet pas fillimit të programit, inxhinierët e General Electric nuk kanë qenë në gjendje të përkthejnë gjithçka që ishte konceptuar në metal. Janë ndërtuar disa prototipe, duke përfshirë një krah mekanik që punon. Kthetra e madhe e Hardymen -it kishte fuqi hidraulike dhe mund të ngrinte 750 kilogram ngarkesë (afërsisht 340 kg). Në bazë të një "doreze" të funksionueshme ishte e mundur të krijohej një e dytë. Por projektuesit u përballën me një problem tjetër. "Këmbët" mekanike të ekzoskeletit nuk donin të funksiononin siç duhet. Prototipi Hardiman me një krah dhe dy këmbë mbështetëse peshonte nën 750 kilogramë, ndërsa kapaciteti maksimal i projektimit ishte më pak se pesha e tij. Për shkak të kësaj peshe dhe veçorive të përqendrimit të ekzoskeletit, kur ngrini ngarkesën, e gjithë struktura shpesh filloi të dridhej, gjë që çoi në përmbysje disa herë. Me ironi të hidhur, autorët e projektit e quajtën këtë fenomen "vallëzimi mekanik i Shën Vitus". Pavarësisht se sa shumë luftuan projektuesit e General Electric, ata nuk arritën të përballojnë shtrirjen dhe dridhjet. Në fillim të viteve 70, projekti Hardiman u mbyll.
Në vitet e mëvonshme, puna në drejtim të ekzoskeletëve u bë joaktive. Herë pas here, organizata të ndryshme filluan të merreshin me to, por pothuajse gjithmonë rezultati i dëshiruar nuk ndoqi. Në të njëjtën kohë, qëllimi i krijimit të një ekzoskeleti nuk ishte gjithmonë përdorimi i tij ushtarak. Në vitet '70, punonjësit e Institutit të Teknologjisë në Masaçusets, pa shumë sukses, zhvilluan pajisje të kësaj klase, të dizajnuara për rehabilitimin e personave me aftësi të kufizuara me dëmtime të sistemit musculoskeletal. Fatkeqësisht, në atë kohë, inxhinierët gjithashtu penguan sinkronizimin e pjesëve të ndryshme të kostumit. Duhet të theksohet se ekzoskeletët kanë një numër karakteristikash karakteristike që nuk e bëjnë krijimin e tyre pak më të lehtë. Kështu, një përmirësim i ndjeshëm i aftësive fizike të operatorit njerëzor kërkon një burim të përshtatshëm energjie. Kjo e fundit, nga ana tjetër, rrit dimensionet dhe peshën e vdekur të të gjithë aparatit. Pengesa e dytë qëndron në ndërveprimin e personit dhe ekzoskeletit. Parimi i funksionimit të pajisjeve të tilla është si më poshtë: një person bën çdo lëvizje me krahun ose këmbën e tij. Sensorë të veçantë të lidhur me gjymtyrët e tij marrin këtë sinjal dhe transmetojnë komandën e duhur tek elementët aktivizues - mekanizmat hidraulikë ose elektrikë. Njëkohësisht me lëshimin e komandave, të njëjtët sensorë sigurojnë që lëvizja e manipuluesve të korrespondojë me lëvizjet e operatorit. Përveç sinkronizimit të amplitudave të lëvizjeve, inxhinierët përballen me çështjen e kohës. Çështja është se çdo mekanik ka një kohë të caktuar reagimi. Prandaj, duhet të minimizohet me qëllim të lehtësisë së mjaftueshme në përdorimin e ekzoskeletit. Në rastin e ekzoskeleteve të vegjël, kompakt, të cilët tani po theksohen, sinkronizimi i lëvizjeve të njerëzve dhe makinerive ka një përparësi të veçantë. Meqenëse ekzoskeleti kompakt nuk lejon një rritje të sipërfaqes mbështetëse, etj., Mekanika që nuk kanë kohë të lëvizin me personin mund të ndikojnë negativisht në përdorim. Për shembull, një lëvizje e parakohshme e një "këmbe" mekanike mund të çojë në faktin se një person thjesht humbet ekuilibrin dhe bie. Dhe kjo është larg nga të gjitha problemet. Natyrisht, këmba e njeriut ka më pak shkallë lirie sesa dora, për të mos përmendur dorën dhe gishtat.
Historia më e re e ekzoskeleteve ushtarake filloi në vitin 2000. Pastaj agjencia amerikane DARPA nisi fillimin e programit EHPA (Exoskeletons for Human Performance Augmentation - Exoskeletons për rritjen e performancës njerëzore). Programi EHPA ishte pjesë e një projekti më të madh të Luftëtarit të Tokës për të krijuar pamjen e ushtarit të së ardhmes. Sidoqoftë, në vitin 2007, Land Warrior u anulua, por pjesa e tij exoskeleton vazhdoi. Qëllimi i projektit EHPA ishte krijimi i të ashtuquajturës. një ekzoskelet i plotë, i cili përfshinte përforcues për krahët dhe këmbët e njeriut. Në të njëjtën kohë, nuk u kërkuan armë ose rezervime. Zyrtarët përgjegjës për DARPA dhe Pentagonin ishin të vetëdijshëm se gjendja aktuale e çështjeve në fushën e ekzoskeletit thjesht nuk lejon pajisjen e tyre me funksione shtesë. Prandaj, termat e referencës për programin EHPA nënkuptojnë vetëm mundësinë e një transportimi afatgjatë nga një ushtar në një ekzoskelet të një ngarkese që peshon rreth 100 kilogramë dhe një rritje të shpejtësisë së tij të lëvizjes.
Sacros dhe Universiteti i Berkeley (SHBA), si dhe Cyberdyne Systems japoneze, shprehën dëshirën e tyre për të marrë pjesë në zhvillimin e teknologjisë së re. Kanë kaluar dymbëdhjetë vjet nga fillimi i programit, dhe gjatë kësaj kohe përbërja e pjesëmarrësve ka pësuar disa ndryshime. Sacros tani është bërë pjesë e shqetësimit Raytheon, dhe një departament i universitetit i quajtur Berkeley Bionics është bërë një ndarje e Lockheed Martin. Në një mënyrë apo tjetër, tani ekzistojnë tre prototip ekzoskelete të krijuara nën programin EHPA: Lockheed Martin HULC, Cyberdyne HAL dhe Raytheon XOS.
I pari nga ekzoskeletët e listuar - HULC - nuk i plotëson plotësisht kërkesat e DARPA. Fakti është se konstruksioni 25 kilogramësh përmban vetëm një sistem mbështetës të shpinës dhe "këmbë" mekanike. Mbështetja e duarve nuk zbatohet në HULC. Në të njëjtën kohë, aftësitë fizike të operatorit HULC rriten për faktin se përmes sistemit të mbështetjes së pasme, shumica e ngarkesës në krahë transferohet në elementët e forcës së ekzoskeletit dhe përfundimisht "shkon" në tokë. Falë sistemit të aplikuar, një ushtar mund të mbajë deri në 90 kilogram ngarkesë dhe në të njëjtën kohë të përjetojë një ngarkesë që plotëson të gjitha standardet e ushtrisë. HULC mundësohet nga një bateri litium-jon që zgjat deri në tetë orë. Në mënyrë ekonomike, një person në një skelet ekzoskelet mund të ecë me një shpejtësi prej 4-5 kilometrash në orë. Shpejtësia maksimale e mundshme e HULC është 17-18 km / orë, por kjo mënyrë e funksionimit të sistemit zvogëlon ndjeshëm kohën e funksionimit nga një karikim i baterisë. Në të ardhmen, Lockheed Martin premton të pajisë HULC me qeliza karburanti, kapaciteti i të cilave do të jetë i mjaftueshëm për një ditë funksionimi. Përveç kësaj, në versionet e mëvonshme, projektuesit premtojnë duart "robotike", të cilat do të rrisin ndjeshëm aftësitë e përdoruesit të ekzoskeletit.
Raytheon deri më tani ka paraqitur dy ekzoskelete disi të ngjashme me indekset XOS-1 dhe XOS-2. Ato ndryshojnë në parametrat e peshës dhe madhësisë dhe, si rezultat, në një numër karakteristikash praktike. Ndryshe nga HULC, familja XOS është e pajisur me një sistem lehtësimi dore. Të dy këta ekzoskelete mund të ngrenë rreth 80-90 kilogramë të peshës së tyre. Vlen të përmendet se dizajni i të dy XOS ju lejon të instaloni manipulues të ndryshëm në krahët mekanikë. Duhet të theksohet se XOS-1 dhe XOS-2 kanë konsum të konsiderueshëm të energjisë deri më tani. Për shkak të kësaj, ato nuk janë ende autonome dhe kërkojnë furnizim me energji të jashtme. Prandaj, shpejtësia maksimale e udhëtimit dhe jetëgjatësia e baterisë janë jashtë diskutimit. Por, sipas Raytheon, nevoja për energji kabllore nuk do të jetë pengesë për përdorimin e XOS në magazina ose baza ushtarake ku ka një burim të përshtatshëm të energjisë elektrike.
Mostra e tretë e programit EHPA është Cyberdyne HAL. Sot, versioni HAL-5 është i rëndësishëm. Ky ekzoskelet është deri diku një përzierje e dy të parëve. Ashtu si HULC, mund të përdoret në mënyrë të pavarur - bateritë zgjasin 2.5-3 orë. Me familjen XOS, zhvillimi i Cyberdyne Systems është i bashkuar nga "tërësia" e dizajnit: ai përfshin sisteme mbështetëse për krahët dhe këmbët. Sidoqoftë, kapaciteti mbajtës i HAL-5 nuk kalon disa dhjetëra kilogramë. Situata është e ngjashme me cilësitë e shpejtësisë së këtij zhvillimi. Fakti është se projektuesit japonezë nuk janë përqendruar në përdorimin ushtarak, por në rehabilitimin e personave me aftësi të kufizuara. Natyrisht, përdorues të tillë thjesht nuk kanë nevojë për shpejtësi të lartë ose kapacitet ngarkues. Prandaj, nëse ushtria është e interesuar për HAL-5 në gjendjen e saj aktuale, do të jetë e mundur të bëhet një ekzoskelet i ri në bazë të tij, i mprehur për përdorim ushtarak.
Nga të gjitha opsionet për ekzoskeletet premtues të paraqitur në konkursin EHPA, vetëm HULC deri më tani ka arritur testimin në lidhje me ushtrinë. Një numër karakteristikash të projekteve të tjera ende nuk lejojnë fillimin e provave të tyre në terren. Në shtator, disa komplete HULC do të dërgohen pjesërisht për të studiuar tiparet e ekzoskeletit në kushte reale. Nëse gjithçka shkon pa probleme, prodhimi në shkallë të gjerë do të fillojë në 2014-15.
Ndërkohë, shkencëtarët dhe projektuesit do të kenë koncepte dhe modele më të mira. Risia më e pritur në fushën e ekzoskeletit janë dorezat robotike. Manipuluesit ekzistues nuk janë ende shumë të përshtatshëm për përdorimin e mjeteve dhe objekteve të ngjashme të destinuara për përdorim manual. Për më tepër, krijimi i dorezave të tilla shoqërohet me një numër vështirësish. Në përgjithësi, ato janë të ngjashme me ato të kuvendeve të tjera exoskeleton, por në këtë rast, problemet e sinkronizimit përkeqësohen nga një numër i madh i elementeve mekanikë, tiparet e lëvizjes së dorës së njeriut, etj. Hapi tjetër në zhvillimin e ekzoskeletëve do të jetë krijimi i një ndërfaqe neuroelektronike. Tani lëvizja e mekanikës kontrollohet nga sensorë dhe servo disqe. Më i përshtatshëm për inxhinierët dhe shkencëtarët është përdorimi i një sistemi kontrolli me elektroda që heqin impulset nervore të njeriut. Ndër të tjera, një sistem i tillë do të zvogëlojë kohën e reagimit të mekanizmave dhe, si rezultat, do të rrisë efikasitetin e të gjithë ekzoskeletit.
Në lidhje me zbatimin praktik, gjatë gjysmës shekullit të kaluar, pikëpamjet mbi të nuk kanë ndryshuar. Ushtria konsiderohet ende përdoruesi kryesor i sistemeve premtuese. Ata mund të përdorin ekzoskelete për operacionet e ngarkimit dhe shkarkimit, përgatitjen e municioneve, dhe përveç kësaj, në një situatë luftarake, për të rritur aftësitë e luftëtarëve. Duhet të theksohet se kapaciteti mbajtës i ekzoskeletëve do të jetë i dobishëm jo vetëm për ushtrinë. Përdorimi i përhapur i teknologjisë që lejon një person të rrisë ndjeshëm aftësitë e tij fizike mund të ndryshojë fytyrën e të gjithë logjistikës dhe transportit të ngarkesave. Për shembull, koha për ngarkimin e një gjysmërimorkio ngarkese në mungesë të ashensorëve të pirunëve do të ulet me dhjetëra përqind, gjë që do të rrisë efikasitetin e të gjithë sistemit të transportit. Së fundi, ekzoskeletët e kontrolluar nga nervat do të ndihmojnë personat me aftësi të kufizuara të mbështesin njerëzit për të jetuar përsëri një jetë të plotë. Për më tepër, shpresa të mëdha lidhen me ndërfaqen neuroelektronike: në rast të dëmtimeve të shtyllës kurrizore, etj. Në lëndimet, sinjalet nga truri mund të mos arrijnë në një zonë të caktuar të trupit. Nëse i "përgjojmë" në zonën e dëmtuar të nervit dhe i dërgojmë në sistemin e kontrollit të ekzoskeletit, atëherë personi nuk do të jetë më i kufizuar në një karrige me rrota ose shtrat. Kështu, zhvillimet ushtarake mund të përmirësojnë edhe një herë jetën e jo vetëm ushtrisë. Tani për tani, duke bërë plane të mëdha, duhet të mbani mend për operacionin provë të ekzoskeletit Lockheed Martin HULC, i cili do të fillojë vetëm në vjeshtë. Bazuar në rezultatet e tij, do të jetë e mundur të gjykoni si perspektivat e të gjithë industrisë ashtu edhe interesin për përdoruesit në të për të.
