Военен екзоскелет от руско производство. Военна технология

Новите съвременни технологии запълват живота ни с невероятни изобретения и приспособления. Всеки ден използваме домакински уреди, които по-рано не бяха нищо повече от художествена литература. Интернет, смарт телефони, автомобили пълни със сензори и автопилот са обичайните неща за нас и феномени, които озаряват живота ни. Оказва се, че военната индустрия движи техническия прогрес на еволюцията на човечеството. Например, микровълнова печка за първи път е била на разположение на военните, а след това цивилното население на планетата научило за това. В нашия живот с вас влязохте сателити, компютри и много други. Скоро ще имаме и военен екзоскелет.

За какво говорим?

След като прочетоха последния параграф, мнозина бяха изненадани или дори уплашени от думата "екзоскелет". Не се паникьосвайте, нека го разберем и да определим какъв вид "звяр" е и защо е необходимо.

Екзоскелетът е най-новото уникално развитие на учените в такава научна област като биомеханиката. Технологията е направена под формата на външна рамкова система, която е предназначена за укрепване на мускулната сила на човешкия или андроидния робот. Този термин е взет от биологията. Това означава повърхностен скелет в безгръбначни организми. Такава технология в бъдеще ще премахне физическите ограничения в човешкия живот, както и при използването на механизми. Военната технология и нейните нужди са надминали всички очаквания. Казва се, че в 5-6 години в Министерството на отбраната на Руската федерация ще се появи специално оборудване.

Вече разбрахте и предположихте, че развитието на екзоскелетите е сферата на интересите на Министерството на отбраната. В края на краищата подобно развитие ще увеличи способностите и физическите възможности на войника. В бъдеще тези технологии ще бъдат използвани за космически превозни средства, както и за машини за потапяне в крайни дълбочини за изследвания.

Как започна всичко?

Военен екзоскелет е станал често срещан във фентъзи свят. Такива устройства видяхме във видеоигри, филми и карикатури, но в развитието на тези "костюми" се появи не толкова отдавна. Първият представи света с американската военна технология през 60-те години на двадесети век. Но беше толкова тежък и слабо мобилен, че е необходимо да се изключи възможността да се използва на практика. General Electric и United Stades Militari приключиха проекта, който не постигна положителни резултати. Пробите, които са били успешно приложени, са се появили напоследък. Положително се оказа екзокелемент с руски произход. Костюмите се разработват от други страни: САЩ, Израел, Япония. И какво мислите, кои правомощия се конкурират помежду си в това развитие? Честта да носи името "военен екзоскелет" бе присъдена на развитието на Съединените щати и Руската федерация!

"Екзотичен костюм" днес

В различни игри намери екзоскелет "Сталкер", "Varfeys", "Starcraft", "Криза" и др. Но в действителност, тези костюми са разработени. В нашата страна, този нов продукт, разработен от изследователски институт по механика лого "EkzoAtlet". В Америка, паралелно се развиват две устройства: лека пехота "Хълк" от "Loked Мартин" и многофункционална тежки "HIKSOS-2" от производителя "Raytheon".

Голяма част от информацията за развитието е затворена. Но биомеханиката на човека в нашата страна иска да пусне устройство за свободния пазар. Ще се появи скоро скелет с медицинска цел.

Медицински екзоскелет

Системите, произведени в Русия, се планират да се използват в медицината. Това ще увеличи шансовете на хората, свързани с инвалидна количка. Човешката биомеханика се опитва да въведе такива устройства в процеса на рехабилитация. Те ще изпълняват едновременно няколко функции:

• подмяна на инвалидна количка;
• симулатор за хора със заболявания на опорно-двигателния апарат;
• средство за социална и емоционална рехабилитация.

Собственикът на такова оборудване ще може да се движи независимо и дори да се отърве от проблема с изгледа отдолу нагоре.

Аварийна и спасителна версия на костюма

Военният екзоскелет е проектиран да реши няколко проблема:

• превоз на много тежки товари за хора на големи разстояния;
• разминиране на района;
• участие в антитерористични операции;
• премахване на последствията от причинени от човека бедствия и природни бедствия;
• анализ на пещери и блокиране;
• гасителни пожари, когато въздушният резерв в дихателния апарат на спасителя е ограничен и т.н.

Каква е костюмът на един модерен супергерой?

Екзоскелетът на руското производство се изпълнява под формата на рамка, разположена зад собственика. Има и две ръце за ръката и крака от едната страна на багажника. Краищата, които изпълняват ролята на ръката, устройството не го прави. Вътрешното развитие се различава от аналогията в чужбина. Апаратът ни е пасивен. Той не е оборудван със серво задвижвания, т.е. движението се извършва поради мускулната сила на собственика на устройството.

Но световната общност вярва, че нашето развитие е далеч по-обещаващо от САЩ по отношение на масовото приложение. "ExoAtlet" позволява на войника да превозва товар с тегло около сто килограма. Работата е, че теглото върху рамката е правилно разпределено. Подобно решение прави производството на екзоскелети по-евтино от десетки пъти, което прави възможно да се оборудват повече бойци.

Аналог в чужбина

В американското развитие са изградени голям брой електроника и батерии. В допълнение към високата цена, в западното строителство има и друг проблем - автономия. Инженерите са постигнали, че системата работи 72 часа. Но скоро възниква въпросът за зареждането или замяната на захранващото устройство (батерията), защото на полето е много проблематично и понякога невъзможно!

Критиците видяха друг проблем на американския "ХЪЛК". Какво трябва да направи един боец, ако проектът е изчерпан и няма начин да се възстанови енергийният ресурс? Дизайнерите казват, че тази ситуация изобщо не е проблем. Тези военни роботи могат лесно да бъдат сгънати, превръщайки ги в един вид раница. Но такъв робот има тегло около 25 кг. А какво трябва да направи защитникът: да хвърли скъпоструващо развитие или да носи още 25 кг допълнително тегло, без да брои тези 100 кг багаж?

Поддържане на HULC

На място, надеждността и възможността за ремонт на тази техника също предизвикват голям брой въпроси. За военно оборудване тези параметри са много важни. Например, малките оръжия ще бъдат ефективни, ако противодействат на неблагоприятни фактори, а войникът може да го ремонтира с импровизирани оръжия в процеса на експлоатация. Не е известно как незащитената електроника на американския аналог се държи в условията на замръзване или прах. За да изключите боец ​​с такава "джипмо", достатъчно е да стреляте оръжие в структурен елемент, захранване или хидравлика. В резултат на това супер костюм ще се превърне в тежък баласт. Поправянето на такова нещо на място не е възможно поради повишената технологична сложност.

Руският екзоскелет

Във вътрешната версия няма проблеми със захранването. Нашият "ExoAtlet" е ограничен само от физическите възможности на боеца. Устройството не освобождава физическото натоварване от воина, но ви позволява да носите до 100 кг оборудване и оръжия. Нашето развитие не носи тежестта, помага на човек да изпълнява тази функция. Военното развитие е уникално. Инженерите са постигнали, че ExoAtlet има маса само 12 кг. Това е едно от предимствата му. В крайна сметка, в условията на битка, всеки грам е от значение. Трябва да разберем, че наднорменото тегло забавя дейността на боеца. Това отрицателно влияе върху ефективността на воина. И лекотата на такъв дизайн е очевиден плюс.

Военното използване на ExoAtlet се дължи и на липсата на хидравлика и електроника. Устройството е лесна и лека метална конструкция. В края на краищата, колкото по-опростено е оборудването, толкова по-малко отрицателни фактори се отразяват на него, било то повреда или тежки климатични условия. Ремонтът също така ще бъде много по-лесен. Нашите разработчици са създали такъв скелет, в който практически няма нищо повредено. И механика в битката за възстановяване много по-лесно от електрониката. Във връзка с тези фактори, вътрешното развитие е много по-надеждно от западните колеги.

Просто казано, скоро в защита на нашата страна ще има прости и икономични военни роботи. И в този момент западните инженери продължават да закрепват мозъка си. Те имат дълъг път да усъвършенстват и подобрят потомството си. Наскоро HULC участва в армейските тестове, но за съжаление резултатите бяха разочароващи. Затова военните младежи на Съединените щати скоро няма да видят изнудване на раменете си.

Историята на създаването на ExoAtlet

• 2011 - Учените от MSU спечелиха търга на Министерството на извънредните ситуации за развитието на скелета. През следващите години екипът създава пасивни и активни устройства. Пасивен не се страхува от пожар, претегля 12 килограма и пренася тегло до 100 кг. Активно позволи на войника да вдигне теглото до 200 кг.
• 2013 - екип от учени, разделени за разработване на ExoAtlet за медицински цели. Мотото им беше, че истински хора ще ходят в екзоскелети.

• 2014 - Изследователският институт на MSU получава основната награда от Startup Village. Екипът стана жител на Сколково и също така влезе в топ петте финалисти на конкурса Generation S и участва на олимпиадата в Сочи в областта на роботиката. След това беше представено представянето на развитието в Сингапур и провеждането на преговори с главния рехабилитатор на страната.
• 2015 е първата продажба. Архангелската област закупи 6 костюма за изследвания и тестване. През същата година се проведе първото пътуване до Близкия изток. На X Venture Fair в Казан екипът спечели първото място в номинацията на високите технологии.
• 2016 - ExoAtlet пресича Атлантическия океан и завладява американските и азиатските пазари. Тази година е свързана с разработчиците на скелета с изстрел от сигналния пистолет. Продажбите на устройства в Русия стартират и започват сериозни клинични проучвания.

ExoAtlet у дома

Нашият "спортист" е проектиран по такъв начин, че напълно възпроизвежда ходенето на потребителя. Но това не означава, че процесът ще бъде осъществен без участието на домакина. Това движение може да бъде сравнено с езда на велосипед. Човекът ще трябва да свикне с управлението. С такова оборудване трябва да се научите как да балансирате отново и да предприемете първите стъпки един по един. Този процес отнема от няколко часа до няколко дни. Процедурата за обучение за управление на екзоскелета се извършва в клиниката, където устройството се регулира от личните параметри на собственика:

• ширина на таза;
• Височина на облегалката;
• дължина и пропорция на краката.

Естествено, всичко минава под контрола на лекар, който преди всяко упражнение провежда цялостна проверка на тялото. Освен това пациентът има право да провежда обучение и рехабилитация у дома, но отново под наблюдение. Роботът заснема телеметричните данни и ги изпраща в центъра за наблюдение.

Ако гръбначният мозък е бил ранен относително наскоро, тогава има шанс да се избегне увреждане. Но този "златен час" не трае дълго. Колкото по-рано пациентът се изправя и прави първата крачка с помощта на ExoAtlet, толкова повече има шанса да възстанови двигателните функции и да се върне към нормалния живот. Но е важно да запомните, че процесът на рехабилитация за всеки зависи от живота на засегнатото лице.

В случай на пълна загуба на моторни функции, ExoAtlet ще стане частичен заместител на инвалидната количка. Трябва да се разбере, че в костюм, няма да бъде в състояние да прекарват дълги дни като средство за рехабилитация. Ежедневно обучение в костюм веднага на мястото на трите физиотерапевти и фундаментално да промени качеството на живот на парализирани пациенти. Екзоскелетът ще помогне на хората да се разхождат. Разхождайки се, ще доведе до това вентилация ще се подобри значително, се връща на кръвното налягане в нормални, увеличаване на подвижността на ставите, оставят инфекция на пикочните пътища, възстановена властта на вътрешните органи и мускулите, както и установяване на червата. Всичко това е физиологичен ефект.

Емоционалните и психологически аспекти в живота на хората с увреждания са не по-малко важни. Парализираните хора, когато използват ExoAtlet, забелязаха, че тяхното настроение и отношение към света около тях се подобриха. Животът им започва да се запълва с цветове, положителни впечатления и емоции. Те имат нови сили. Сега те са в състояние да общуват на равна нога с други хора. Има огън и интерес към живота в очите на пилотите на ExoAtlet. Те казват, че зад гърба им не са електрониката и батерията, а чифт технологични крила.

Японски HAL

В земята на изгряващото слънце биомеханиката на човека не стои неподвижна. Учени от японската експериментална лаборатория са разработили хибриден спомагателен крайник. Днес хората с увреждания я използват на острова. Развитието и подобряването на този костюм се състоя в Университета в Цукуба в продължение на 20 години! Днес японците активно въвеждат технологията HAL в медицината. Компанията Cyberdyne (собственик на правата върху екзоскелета) е отдала под наем повече от 300 копия. Още през 2013 г., изобретението получи сертификат за безопасност при употреба. Този факт отвори пътя към устройството на световния пазар и също потвърди надеждността му.

Притежателят на модификацията HAL-5 може да повдига и премества нещата и предметите, които превишават максималното натоварване в природни условия с пет пъти по-голяма от масата. Този ход в света на технологиите и роботите значително опростява работата на спасителите и ликвидаторите с различни последствия. Но тази промяна все още не е изпълнена.

заключение

По-рано видяхме фантастични разработки в киното. В игрите те срещнаха екзоскелет ("Stalker"), но дори не можеха да мислят, че такива технологии скоро ще станат достъпни за обикновения човек. През 2017 г. се извършват активни тестове в областта на костюма чрез силата на мисълта. Нашите учени сега трябва да преподават на операционната система, за да четат незабавно сапуните на оператора. Проблемите с автономията на батерията постепенно се решават, тъй като руското министерство на отбраната планира да започне да купува такива устройства още в началото на 2020 г. Можем само да изчакаме и да задържим юмруци за нашите ярки глави в Института по механика на Московския държавен университет.

Днес в Русия няма пазар за подобни продукти. Все още трябва да го създаваме. Въпросът остава дали инженерите и дизайнерите ще доведат своето дете до съвършенство. Вътрешен екип "EkzoAtleta" ще трябва да се реши много сложни въпроси: оборудването за синхронизация импулс четене и реакция, увеличаването на обема на батерията, което намалява теглото му и още много други. Тази посока в света набира скорост и става все по-популярна. Растат и конкуренти, провеждане на огромен брой тестове. Европейските експерти изчислиха пазара на екзоскеленията с 1,5 милиарда евро. Нека да пожелая успех на руските предприемачи, творчески успехи и редовни пробиви и открития на твърдия си творчески начин!