Общество

31 октября 2006, 08:17

Создан костюм, превращающий человека в силача

В университете города Цукуба (Япония) создан уникальный «роботокостюм», который позволяет нетренированному человеку легко поднимать гири по 70-80 кг или, не сгибаясь, нести на плечах груз в 100 кг. Это устройство может использоваться, например, при спасательных работах в зонах стихийных бедствий, при длительном физическом труде, для восстановления людей с ослабленными мышцами. Университет Цукубы готов продавать свои «роботокостюмы» или сдавать их в аренду.

Как полагают, японский образец станет одним из серийных устройств, называемых «экзоскелетами». Как сообщила сегодня пресс-служба университета, датчики улавливают слабые электрические импульсы, образующиеся в мышцах человека при совершении движений. Они синхронизируются с действием силовых приводов костюма, что позволяет даже слабым людям превращаться в богатырей. Пока что скорость этого «протеза» невелика, но в ближайшем будущем разработчики рассчитывают представить более шуструю модель, способную развивать скорость бегущего человека.

«Двуногие танки»

С помощью этих систем человек сможет переносить громоздкие грузы с большой скоростью

Вес прототипа HAL-5 (HAL - «гибридная вспомогательная нога», Hybrid assistive leg), разрабатывавшегося под руководством профессора Есиюки Санкаи, составляет 15 кг. Питается устройство от никель-кадмиевых аккумуляторных батарей, заряда которых должно хватить на два часа работы и больше (в зависимости от нагрузки). Предполагается, что робокостюмы HAL-5 в перспективе смогут использовать рабочие и люди с ограниченными физическими возможностями, сообщает AFP. Здесь необходимо в двух словах рассказать, о каких устройствах идет речь. По сути своей, экзоскелеты или бионические костюмы (к каковым относится и HAL) – это роботы, надеваемые на человека, которые увеличивают его физическую силу и выносливость. Ожидается, что с помощью этих систем человек сможет переносить громоздкие грузы с большой скоростью, а также они помогут ему ориентироваться на незнакомой местности. И, конечно, разработки таких систем не могли не заинтересовать военных. Действительно, в будущем экзоскелеты позволят сочетать огневую мощь танка (за счет большого веса оружия и брони, переносимых бойцом) с подвижностью и размерами человека. Агентство перспективных разработок и исследований МО США (DARPA, Defense Advanced Research Projects Agency), спонсирующее эти программы, предъявляет следующие требования к экзоскелетам: увеличение физической силы – солдаты должны носить на себе тяжелое оружие и другое оборудование; кроме того, увеличив свою силу, они смогут убирать препятствия со своего пути на марше; увеличение скорости: средняя скорость солдата – 4-6 мили в час, при этом он должен нести на себе 150 фунтов груза (однако пока неизвестно, с какой скоростью сможет двигаться человек в экзоскелете); прыжки на большую высоту и расстояние. И хотя пока еще неясно, насколько высоко и далеко смогут прыгать люди в этой системе, военные предполагают, что солдаты должны преодолевать более высокие и широкие препятствия. Став сильнее, солдаты тем самым станут и выносливее и смогут преодолевать большие дистанции. Кроме того, они смогут чинить тяжелое оборудование, которое иначе было бы невозможно привести в рабочее состояние. Экзоскелеты будут также оборудованы датчиками и встроенными приемниками системы глобального позиционирования (GPS), с помощью которых солдаты будут двигаться к заданной точке по неизвестной местности. Вдобавок ко всему специалисты DARPA разрабатывают компьютеризированные ткани, которые будут следить за режимом работы сердца и дыханием солдата.

Гражданский сектор - перспективней

Разработки DARPA – не первая попытка создания таких систем. В 1960-е годы компания General Electric разработала электрическую и гидравлическую конструкцию под названием Hardiman, однако при ее весе в 1500 фунтов речи о сколь-нибудь эффективном ее использовании не велось. И хотя сейчас используются более легкие материалы (например, углеродное волокно), однако проблемы все же остаются. Применительно к военному делу их суть такова: экзоскелет должен быть сделан из прочного, легковесного и гибкого материала, который к тому же должен защищать и себя, и солдата от вражеского огня; экзоскелет должен работать как минимум 24 часа без дозаправки, блок питания также должен входить в систему; одной из наиболее сложных задач будет создание бесшумного двигателя; средства управления системой должны быть максимально удобны, чтобы пользователь мог свободно функционировать; пользователь должен иметь возможность плавных и бесшумных движений; разработчики должны создать сочленения такие, которые будут похожи на человеческие, так как если солдат в битве будет ограничен в движениях, то для него эти ограничения будут фатальны. Подводя итог, можно сказать, что экзоскелет должен во многом походить на человека в его манере двигаться, чутко реагировать на человеческие движения. Как сказал писатель-фантаст Роберт Хайнлайн в знаменитом романе «Звездный десант» (Starship Trooper): «Гениальность изобретения состоит в том, что контроль вообще не нужен. Десантник просто носит скелет, как костюм, «как кожу». Впрочем, хотя DARPA и выделило на финансирование работ по бионическим костюмам более 50 млн. долл. с 2000 года, приблизиться к идеалу, описанному Хайнлайном, пока не удается. Вероятность того, что уже в будущем году военные получат желаемый экзоскелет, невелика – имеющихся наработок явно недостаточно, разве что внезапно отыщется гений. Возможно, это и к лучшему, что вместо производства бронированных боевых костюмов для «терминаторов» конструкторы уделят больше внимания разработкам гражданских образцов.

Между человеком и андроидом

Как считается, наиболее успешно области сугубо мирного применения экзоскелетов осваивают японцы. Не секрет, что в этой стране в силу разных причин (не в последнюю очередь – благодаря массовой культуре) очень велик интерес к человекоподобным роботам – андроидам. Ну а бионический костюм представляет собой как бы переходный вариант между человеком, «усиленным» механическими мускулами, к человекоподобному механическому «существу». Ученым из Цукубы «наступают на пятки» их коллеги из университета Канагава, под руководством Кейдзиро Ямамото разработавшие механизированный экзоскелет, который позволит медсёстрам и врачам поднимать пациентов с кровати, не прилагая к этому никаких усилий. Во время испытаний прототипа устройства медсестра весом 64 килограмма смогла поднять на руки и перенести пациента, весящего больше, чем она, - 70 килограмм. Экзоскелет представляет собой металлический каркас с пятью пневматическими приводами: по одному для каждого локтя и каждого колена и один на пояснице.

Сигналы, приводящие их в движение, поступают от микрокомпьютера, который считывает данные с чувствительных пластинок, размещенных на всех основных группах мышц, и пытается управлять экзоскелетом таким образом, чтобы он копировал движения одетого в него человека.

Прототип, который изготовила группа Ямамото, пока не слишком практичен: он весит 16 килограмм, и человеку, одевшему его, приходится таскать за собой чудовищную путаницу из проводов и шлангов, по которым к сервомеханизмам подается сжатый воздух.

Кроме того, его цена также малоприемлема: он стоит более 21000 долларов. Однако, по утверждению Ямамото, все трудности устранимы, и они будут устранены в самое ближайшее время. Переработка конструкции экзоскелета, которая устранит необходимость в подаче электричества и сжатого воздуха извне, уже начата.

Машина станет легче и дешевле, и, как полагает Ямамото, уже через два года медицинские учреждения смогут приобрести улучшенных «потомков» нынешнего экзоскелета за 250-300 долларов.

Текст: Геннадий Нечаев

Вам может быть интересно

Резервуар с нефтепродуктами загорелся из-за обломков БПЛА в Краснодарском крае
Темы дня

Мюнхен показала видимую и скрытую часть споров вокруг Украины

Одна из главных тем Мюнхенской конференции по безопасности касалась ситуации на Украине. Заявления европейских лидеров сводились к антироссийской риторике в то время как госсекретарь США Марко Рубио подчеркивал прогресс в мирных переговорах. Как отмечают эксперты, в ходе конференции был заметен разрыв между публичными заявлениями для СМИ и кулуарными обсуждениями будущего Украины.

Какое отношение к России имеет попытка госпереворота в Киргизии

Уходящая неделя отметилась значительными политическими потрясениями у одного из ближайших союзников России – Киргизии. За что был отправлен в отставку один из ближайших соратников президента Садыра Жапарова, глава Комитета нацбезопасности Камчыбек Ташиев – и почему с высокой вероятностью эти потрясения еще не закончены?

Захарова: Зеленский угробил армию Украины на отобранные у европейцев деньги

Эксперт назвал последствия поражения центральной базы ракетного вооружения ВСУ

Орбан саркастически ответил Зеленскому на повторное оскорбление

Новости

Ученые назвали опасный для средней полосы России сорняк-гибрид

Рейнутрия богемская, гибрид, возникший в Европе при скрещивании японской и сахалинской рейнутрий, представляет потенциальную опасность для средней полосы России, образует плотные заросли, которые вытесняют местную флору, его мощные корни могут разрушать фундаменты сооружений.

Сийярто обвинил Зеленского в хамстве и отказал Украине в помощи

Глава МИД Венгрии Петер Сийярто осудил высказывания Владимира Зеленского о Викторе Орбане и заявил об отказе выделять средства Украине.

Рютте рассказал о разговоре с украинской собакой

На Мюнхенской конференции по безопасности Марко Рютте поделился историей о встрече с украинским псом-талисманом и процитировал его «послание».

Посольство России назвало заявления Запада о Навальном некропропагандой

Заявления ряда стран Запада во время Мюнхенской конференции об отравлении умершего в 2024 году блогера Алексея Навального (внесен в перечень террористов и экстремистов в РФ) ядом древесной лягушки, бездоказательны и являются глумлением над мертвыми, заявили в посольстве России в Лондоне.

Зеленский рассказал об уничтожении производственной линии ракет «Фламинго»

Во время пресс-конференции в Мюнхене Зеленский признал утрату одной из крупнейших производственных линий ракет «Фламинго» в результате удара.

Индия пояснила свою позицию по поводу закупок российской нефти

Индия привержена своей стратегической автономии, а нефтяные компании в Индии принимают решения, которые отвечают их интересам, заявил глава МИД страны Субраманьям Джайшанкар, отвечая на вопрос о позиции Индии по поводу закупок российской нефти.

Украинский фигурист списал провал проката на Гуменника

Украинский фигурист Кирилл Марсак назвал психологическое давление причиной худшего проката сезона, отметив трудности после дисквалификации Владислава Гераскевича и выступления вслед за российским фигуристом Петром Гуменником.

Финляндия захотела пересмотреть сделки россиян с недвижимостью за 20 лет

Министерство обороны Финляндии обсуждает возможность вмешиваться в завершенные сделки с недвижимостью россиян, включая операции, заключенные два десятилетия назад.

СБУ начала досудебное расследование против комика Сабурова

Украинские силовики инициировали досудебное расследование в отношении Нурлана Сабурова после соответствующего обращения юриста Евгения Пронина.

Military Watch Magazine: Су-57 показал двойной отрыв от западных аналогов

Российский истребитель Су-57 с обновленной авионикой демонстрирует дальность полета, вдвое превышающую аналогичные показатели западных F-22 и F-35, пишет Military Watch Magazine.

Организаторы Олимпиады обеспечили дополнительную поставку презервативов

После того, как в Олимпийской деревне Кортина-д’Ампеццо за три дня закончились 10 тыс. бесплатных презервативов, организаторы увеличили поставки средств контрацепции.

МИД России ответил на слова Баку об ударе по посольству в Киеве

Заявления Баку о якобы «преднамеренных» ракетных атаках на азербайджанское посольство в Киеве не соответствуют действительности и вызывают недоумение, сообщил МИД России.
Мнения

Никита Анисимов: Для Кубы начался обратный отсчет

Наследники кубинской революции за годы санкций научились жить в условиях перебоев с электричеством, нехватки бензина, даже дефицита продуктов и лекарств, но вот бороться со своим географическим положением они не в силах.

Сергей Миркин: Европа наступает на те же грабли, что и в 1930-е

Европейские политики не будут участвовать в создании единой архитектуры европейской безопасности, хотя именно этого ждут их избиратели и именно это объективно нужно сейчас большой Европе, включающей Россию.

Юрий Мавашев: Против кого создают «мусульманское НАТО»

На Востоке происходит очевидное перераспределение сил. По его итогам определится общая конфигурация и соотношение потенциалов региональных и внерегиональных игроков в Восточном Средиземноморье, Персидском заливе и Южной Азии.
Вопрос дня

Почему заблокировали Roblox?

Суть игры, риски и угрозы для детей, позиция Роскомнадзора и мнение экспертов