То, что вы видите на приведенном здесь снимке и видеоролике, является экзоскелетом-роботом Power Loader, разработкой которого занимается компания Activelink, которая, в свою очередь, является дочерней компанией корпорации Panasonic. Конечной целью данного проекта является разработка полнофункционального робота, который позволит снять ограничения, связанные с относительно малой силой и возможностями тела человека. А использоваться такой робот может в самых различных областях, начиная с участия в операциях по ликвидации последствий стихийных бедствий, катастроф, и заканчивая выполнением тяжелых работ на строительных площадках.

"Экзоскелет Power Loader с помощью датчиков усилия измеряет силу, прикладываемую человеком-оператором к органам управления роботом, и усиливает ее многократно с помощью своих серводвигателей. Это снабжает тело человека поистине "нечеловеческими" возможностями, а окружение человека частями и деталями робота ограждает его и создает ему безопасную среду для работы".

В самом начале реализации проекта Power Loader специалисты компании Activelink разработали большой вариант робота-экзоскелета, который во многом был похож на подобное устройство из научно-фантастического фильма "Чужие". Но после не очень удачных попыток использования робота Power Loader при ликвидации последствий аварии на ядерной электростанции Фукусима, стало ясно, что в громадные роботы не очень удобны в эксплуатации и компания Activelink направилась по пути создания более компактного варианта робота-экзоскелета Power Loader.

"Мы хотим сделать робота Power Loader способным к переносу 50-60 кг груза, при этом он должен оставаться способным передвигаться с максимально возможной скоростью. Его "ноги", рассчитанные на более высокие нагрузки, могут использоваться для установки на них какого-нибудь тяжелого дополнительного оборудования, к примеру, антирадиационной защиты. В каждой подошве, на которой стоит человек, есть датчики усилия, способные разложить усилие, прикладываемое человеком по шести векторам. Данные от этих датчиков используются для управления тремя суставами каждой конечности, равномерно распределяя нагрузку от переносимого груза".

Первый вариант робота Power Loader, которого можно увидеть на видеоролике, служит в качестве испытательной платформы технологий управления и регулирования мощности, разрабатываемых специалистами компаний Activelink и Japan Atomic Power Company. И даже этот опытный образец уже сейчас может "не напрягаясь" удержать груз в 30 килограмм в каждом из своих манипуляторов.

"После доработки всех технологий мы начнем заниматься разработкой полногабаритного робота-экзоскелета. Но в отличие от первого образца, новый робот будет использовать всего 22 электродвигателя и будет способен эффективно переносить груз, весом не менее 100 килограмм".

{youtube}vdhUpR-dzgk{/youtube}

Команда студентов из Пенсильванского университета (University of Pennsylvania), США, стала победителем международного студенческого конкурса Джеймса Дайсона (The James Dyson Award) 2013 года. Победу команде принес разработанный и изготовленный ими экзоскелет под названием "Титановая Рука" (Titan Arm), который представляет собой носимое электронно-механическое устройство с автономным питанием, способное увеличивать силу рук человека. Команда увезет домой главный приз в сумме 30 тысяч фунтов стерлингов (48 тысяч долларов), а еще 10 тысяч будут направлены на поддержку Отдела конструирования Пенсильванского университета. Следует заметить, что победа в конкурсе далась студентам с большим трудом, им пришлось бороться за главный приз с 650 командами из Америки и других стран, из которых были выбраны 20 команд-финалистов.

Titan Arm - это легкий и малогабаритный экзоскелет, имеющий автономное электропитание, который способен увеличить силу руки человека на 18 килограмм силы. Основная часть устройства находится на спине человека, представляя собой поддерживающую структуру, что позволяет, перераспределив вес, снизить нагрузку на позвоночник человека при подъеме тяжестей.

На создание экзоскелета Titan Arm у студентов-машиностроителей ушло около восьми месяцев времени. Основной областью применения экзоскелета станет его использование при проведении рабочими промышленных предприятий операций, связанных с многократными подъемами тяжестей. Помимо рабочих, экзоскелет может помочь людям, страдающим нарушениями функционирования опорно-двигательного аппарата и проходящими курс физиотерапевтических восстановительных процедур после полученных травм или произведенных операций.

Основной целью, которой пыталась достичь команда Пенсильванских студентов, не бвыла собственно разработка самого экзоскелета. Они старались сделать его как можно дешевле для того, чтобы конечное устройство могло обойтись потребителю в сумму, не превышающую 2 тысяч долларов. К сожалению, полностью достичь этой цели студентам так и не удалось, конечная стоимость экзоскелета Titan Arm составляет порядка 10 тысяч долларов, но все равно, это значительно меньше, чем суммы в сотни тысяч долларов, требующиеся на изготовление других современных сложных экзоскелетов.

Описывая причины вручения главного приза, Джеймс Дайсон сказал: "Titan Arm имеет весьма интересную конструкцию, в которой просматривается вся изобретательность ее разработчиков. Помимо этого, использование командой современных, быстрых и относительно недорогих технологий производства сделали этот проект еще более неотразимым для членов жюри конкурса".

Если вы не служили в армии, то вам крайне тяжело представить себе, какую нагрузку испытывают солдаты, совершающие марш-бросок по пересеченной местности, неся на своих плечах около 50 килограмм амуниции, боеприпасов и прочего груза. В последние годы достаточно часто встречаются сообщения о разработке различных экзоскелетов, способных уменьшить физические нагрузки на солдат, принимающих участие в боевых действиях, но в силу некоторых причин использование такого высокотехнологичного и дорогостоящего оборудования на поле боя еще не является достаточно практичным. Но существуют и другие подходы к решению данной проблемы, которые рассматриваются в рамках программы Warrior Web Управления перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA. Целью этой программы является разработка необычайно легкого комплекта экипировки, который позволит снизить физическую нагрузку на солдат, перераспределить оставшуюся нагрузку и защитить солдат от ранений, позволяя солдатам действовать более эффективно.

Комплект экипировки Warrior Web может носиться солдатом под обычной формой. Некоторые части костюма будут плотно облегать самые важные суставы тела человека, такие как лодыжку и коленный сустав, для того, чтобы защитить их от растяжений, травм и более равномерно перераспределить имеющуюся нагрузку. Помимо этого, в состав комплекта будут входить электрические усилители мышечной силы, которые входят в состав большинства экзоскелетов, и которые будут потреблять вместе с другой электроникой не более 100 Ватт энергии от небольшой аккумуляторной батареи.

Проект Warrior Web во многом перекликается с проектом Гарвардского университета под названием "Smart Suit", который также проводился под финансированием DARPA. Но в комплекте Warrior Web будет присутствовать большее количество электроники, нацеленной на диагностику состояния организма солдата, на повышение его выносливости и на увеличение эффективности его действий в боевой обстановке. Помимо этого, в комплекте Warrior Web могут быть предусмотрены элементы, которые будут использоваться для определения и отслеживания местоположения солдата и для автоматического оказания ему первой медицинской помощи в случае необходимости.

Работы, производимые сейчас в рамках программы Warrior Web, направлены на определение и уточнение списка компонентов и функций, которыми доложен обладать комплект экипировки Warrior Web для того, чтобы обеспечивать максимальную эффективность его использования. Пока что было определено пять основных составляющих, среди которых система снижения травм и предотвращения ранений, возможности автоматического самовосстановления оборудования комплекта Warrior Web, интерфейс системы управления комплекта с человеком, сбор, обработка и предоставление человеку различной аналитической информации, адаптивное управление элементами комплекта и оказание человеку первой медицинской помощи.

За прошедшие пять месяцев, специалисты армейской научно-исследовательской лаборатории управления Human Research and Engineering Directorate (ARL HRED) оценили несколько опытных образцов экипировки Warrior Web, предоставленных различными подрядчиками. Это производилось для определения методов и решений, демонстрирующих максимально эффективную работу и удовлетворяющих требованиям программы Warrior Web. Используя систему оцифровки движений и множество других датчиков, исследовательская группа собирала данные о походке солдата, о балансе его тела, о потреблении кислорода, о мышечной деятельности и о других параметрах, на основании которых можно было сделать выводы о физической нагрузке на человека, о эффективности работы, о слабых и сильных сторонах того или иного комплекта Warrior Web.

Позже в этом году исследовательская группа планирует объединить отобранные технологии и инженерные решения в единое целое в рамках опытного образца конечного варианта костюма Warrior Web. После этого начнется программа испытаний опытного образца в реалистичных условиях, максимально приближенных к боевым условиям.

Видео: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=r3Gz2yu5jUs

Люди уже достаточно давно мечтают о том, чтобы запаковать свои нежные и хрупкие тела в металлическую оболочку, которая позволит увеличить их выносливость, силу и защитит от различных пагубных внешних воздействий. Эта тема является одной из излюбленных тем многих научно-фантастических произведений, достаточно вспомнить только Эллен Риппли из "Чужих" и Тони Старка из "Железного человека", которые смогли справиться с навалившимися на них неприятностями только благодаря своим механическим экзоскелетам или высокотехнологичным костюмам. В настоящее время уже появляются различные виды экзоскелетов, над их разработкой работают все кому не лень, начиная от компании Sony и заканчивая компаниями, подрядчиками американских вооруженных сил и НАСА. Следует отметить, что почти все разработанные ныне экзоскелеты являются высокотехнологичными устройствами, наполненными приводами, датчиками и компьютерами, но одна группа энтузиастов собирается буквально перевернуть вверх ногами устоявшиеся принципы создания подобных устройств.

Энтузиасты, стоящие позади проекта Prosthesis, видят мир будущего, наполненный не высокоинтеллектуальными роботами, способными совершать самостоятельные действия. С их точки зрения, все управление робототехническими устройствами должно полагаться на интеллектуальную мощь человеческого разума и осуществляться с помощью мышечных усилий человеческого тела.

Свои идеи они реализовывают в виде робота-экзоскелета, высота которого достигает высоты второго этажа, внутри которого находится человек-пилот, управляющий движениями робота при помощи движений собственных рук и ног, одетых в специальные рукавицы и обувь. Упомянутые выше рукавицы и обувь не являются устройствами, наполненными датчиками и другими электронными органами управления. Они представляют собой подвижные конечные органы управления гидравлическо-пневматической системы, приводимой в действие гидравлическим насосом, мощностью 50 кВт. Гидравлическая система служит своего рода усилителем, передающим усиленные движения рук и ног человека к конечностям робота-экзоскелета Prosthesis. Никакой электроники, никаких компьютеров, лишь только старомодная механика и гидравлика.

Можно предположить, что как только создание роботов Prosthesis будет завершено, то эти гигантские мехи начнут патрулировать улицы или отправятся на поле боя, получив в свое распоряжение системы вооружений. Но у участников группы Prosthesis имеется своя точка зрения, они видят будущее своих роботов в организации новых видов робо-спорта, который может стать аналогом гонок NASCAR, бега на короткие дистанции, сумо или боев без правил. Следует заметить, что выступления каждого робота Prosthesis в одном из видов робо-спорта не будут зависеть от мощности его бортового компьютера и от работы программного обеспечения. Все будет зависеть т навыков, умения, опыта, силы и выносливости человека-пилота, что сделает такой робо-спорт приближенным к обычным спортивным состязаниям.

И в заключении стоит отметить, что тот, кто заинтересовался необычными роботам Prosthesis, сможет в самом ближайшем будущем попробовать себя в качестве пилота. Для этого необходимо посетить страницу проекта на сервисе Indiegogo и оставить там заявку. Участие в испытаниях в течение одного дня обойдется в 300 долларов и в сумму стоимости поездки до Ванкувера, Канада, и обратно.

Видео: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=NZl5Q9UocqI