Vojaški eksoskelet ruske proizvodnje. Vojaška tehnologija

Nove sodobne tehnologije napolnijo naše življenje s čudovitimi izumi in pripomočki. Vsak dan uporabljamo gospodinjske aparate, ki jih prej ni bilo več kot fikcija. Internet, pametni telefoni, avtomobili, polnjeni s senzorji in avtopilot, so običajne stvari za nas in pojavov, ki nam olajšajo življenje. Izkazalo se je, da vojaška industrija premika tehnični napredek evolucije človeštva. Na primer, mikrovalovna pečica je bila najprej na voljo vojski, nato pa se je o tem naučilo civilno prebivalstvo sveta. V našem življenju smo vnesli satelite, računalnike in še veliko več. Kmalu bomo na voljo in vojaški eksoskeleton.

O čem govorimo?

Po branju zadnjega odstavka so bili mnogi presenečeni ali celo prestrašeni z besedo »eksoskeleton«. Ne paničite, ugotovimo, kaj je "zver" in zakaj je to potrebno.

Exoskeleton je najnovejši edinstven razvoj znanstvenikov na tem področju znanosti kot biomehanika. Tehnologija je izdelana v obliki zunanjega okvirja, ki je namenjena krepitvi mišične moči človeškega ali android robota. Ta izraz je bil vzet iz biologije. To pomeni površinski ogrod v nevretenčarskih organizmih. Takšna tehnologija v prihodnosti bo odpravila fizične omejitve v človeškem življenju, pa tudi pri uporabi mehanizmov. Vojaška tehnologija in njene potrebe so presegle vsa pričakovanja. Rečeno je, da se bo v 5-6 letih na Ministrstvu za obrambo Ruske federacije pojavila posebna oprema.

Že ste že razumeli in uganili, da je razvoj eksoskeletonov interesno področje Ministrstva za obrambo. Konec koncev, tak razvoj bo povečal sposobnosti in fizične sposobnosti vojaka. V prihodnosti se bodo te tehnologije uporabljale v vesoljskih vozilih, pa tudi v napravah za potopitev v ekstremne globine za raziskave.

Kako se je vse začelo?

Vojaški eksoskelet je postal običajen v fantazijskem svetu. Takšne naprave, ki smo jih videli v video igrah, filmih in risankih, pa se je pri razvoju teh "kostumov" pojavil ne tako dolgo nazaj. Najprej je svet predstavil ameriško vojaško tehnologijo v šestdesetih letih 20. stoletja. Vendar je bilo tako težko in nizko mobilno, da je bilo treba izključiti možnost uporabe v praksi. General Electric in United Stades Militari sta zaključila projekt, ki ni dosegel pozitivnih rezultatov. Vzorci, ki so bili uspešno uporabljeni, so se pojavili pred kratkim. Pozitivno se je izkazal kot eksoskelet ruskega izvora. Kosteti razvijajo druge države: ZDA, Izrael, Japonska. In kaj mislite, katere moči med seboj tekmujejo v tem razvoju? Čast nositi ime "vojaški eksoskelet" je bil dodeljen razvoju Združenih držav in Ruske federacije!

"Exotic Suit" danes

V različnih igrah je eksoskelet: "Stalker", "Warface", "Starcraft", "Crisis" in drugi. Toda v resnici se ti kostumi šele razvijajo. V naši državi ta inovacija razvija raziskovalni inštitut za mehaniko Univerze v Moskvi pod logotipom "ExoAtlet". V Ameriki se vzporedno razvijajo dve vozili: lahka pehota "Hulk" iz podjetja "Loked Martin" in večnamenski težki "X-2" proizvajalca "Raytheon".

Veliko informacij o razvoju dogodkov je zaprto. Toda biomehanika človeka v naši državi želi sprostiti napravo za odprt trg. Skelet medicinskega namena se kmalu pojavi.

Medicinski eksoskelet

Ruski sistemi naj bi se uporabljali v medicini. To bo povečalo možnosti, da bi se ljudje povezali z invalidskim vozičkom. Človekova biomehanika poskuša uvesti takšne pripomočke v proces rehabilitacije. Hkrati bodo izvajali več funkcij:

• nadomestni invalidski voziček;
• simulator za ljudi z boleznimi mišično-skeletnega sistema;
• sredstvo socialne in čustvene rehabilitacije.

Lastnik takšne opreme se bo lahko samostojno premikal in se celo znebil težave pri pogledu od spodaj navzgor.

Nujna in reševalna različica obleke

Vojaški eksoskelet je bil zasnovan za reševanje več problemov:

• prevoz zelo težkih dobrin za ljudi na daljših razdaljah;
• razminiranje območja;
• sodelovanje v antiterorističnih operacijah;
• odprava posledic nesreč, ki jih povzroči človek, in naravnih nesreč;
• analiza jam in blokade;
• gašenje požarov, kadar je rezerva zraka v dihalnem aparatu reševalca omejena itd.

Kaj je kostum sodobnega superherojskega?

Exoskelet ruske proizvodnje se izvaja v obliki okvirja, ki se nahaja za lastnikom. Obstajajo tudi dve roki za roko in nogo na eni strani trupa. Okončine, ki opravljajo vlogo roke, naprave ne. Domači razvoj se razlikuje od čezmorskih analogov. Naša naprava je pasivna po naravi. Ni opremljen s servo pogoni, to pomeni, da se gibanje izvaja zaradi moči mišične mase lastnika naprave.

Toda svetovna skupnost meni, da je naš razvoj veliko bolj obetaven kot ZDA v smislu množične uporabe. "ExoAtlet" omogoča vojaku, da prevaža tovor, ki tehta okoli sto kilogramov. Stvar je, da je teža na okvirju pravilno razporejena. Takšna rešitev omogoča, da se proizvodnja eksoskeletov ceneje desetkrat, kar omogoča opremljanje več borcev.

Overseas analog

V razvoju ZDA so zgradili veliko elektronike in baterij. Poleg visokih stroškov v zahodni konstrukciji obstaja še en problem - avtonomija. Inženirji so dosegli, da sistem deluje 72 ur. Toda kmalu se pojavlja vprašanje o polnjenju ali zamenjavi napajalne enote (akumulatorja), ker je na polju zelo problematična in včasih nemogoča!

Kritiki so videli še en problem ameriške "HALK". Kaj mora storiti borec, če je načrt izčrpan, in ni mogoče obnoviti energetskega vira? Oblikovalci pravijo, da to sploh ni problem. Te vojaške robote je mogoče preprosto zložiti in jih pretvoriti v nekakšen nahrbtnik. Toda tak robot ima težo okoli 25 kg. In kaj mora zagovornik storiti: dati drage razvoj ali prenašati dodatnih 25 kg dodatne teže, ne da bi upoštevali te 100 kg prtljage?

Ohranjanje HULC

Na področju, zanesljivost in možnost popravila te tehnike povzroča tudi veliko vprašanj. Za vojaško opremo so ti parametri zelo pomembni. Na primer, orožje malega kalibra bo učinkovito, če bo preprečilo neugodne dejavnike, vojaki pa ga lahko v postopku izkoriščanja popravijo z improviziranim orožjem. Ni znano, kako se nezaščitena elektronika ameriškega analoga obnaša v razmerah zmrzali ali prahu. Da bi borec onemogočili s takim "gizmo", je dovolj, da strelno orožje strežejo v konstrukcijski element, napajanje ali hidravliko. Zaradi tega se bo super obleka pretvorila v težka balasta. Popraviti takšno stvar na terenu ni mogoče zaradi večje tehnološke kompleksnosti.

Ruski eksoskelet

V domači različici ni težav z napajalnikom. Naša "ExoAtlet" je omejena le s fizičnimi sposobnostmi borec. Naprava ne odpravlja fizične obremenitve od bojevnika, ampak vam omogoča, da prenese do 100 kg opreme in orožja. Naš razvoj ne nosi bremena, pomaga osebi, da izvaja to funkcijo. Vojaški razvoj je edinstven. Inženirji so dosegli, da ima ExoAtlet maso samo 12 kg. To je ena od njegovih prednosti. Konec koncev, v razmerah bitke šteje vsak gram. Razumeti moramo, da prekomerna teža upočasni aktivnost borca. To negativno vpliva na učinkovitost bojevnika. In enostavnost takšne oblike je očiten plus.

Vojaška uporaba ExoAtleta je tudi posledica dejstva, da hidravlika in elektronika nista prisotna. Naprava je preprosta in lahka kovinska struktura. Konec koncev, preprostejša oprema, manj negativnih dejavnikov vpliva na to, ali je to okvara ali ostre podnebne razmere. Popravilo tudi držite bo veliko lažje. Naši razvijalci so ustvarili tak okost, v katerem je praktično nič, kar bi bilo treba poškodovati. In mehaniki v boju za obnavljanje veliko lažje kot elektronika. V zvezi s temi dejavniki je domači razvoj veliko bolj zanesljiv kot zahodni partnerji.

Preprosto rečeno, kmalu v obrambi naše države bodo na voljo preprosti in ekonomični vojaški roboti. In v tem času zahodni inženirji še naprej rack svoj možgane. Imajo veliko pot, da izboljšajo in izboljšajo svoje potomce. V zadnjem času je HULC sodeloval pri vojaških preizkusih, vendar so bili žal rezultati razočarani. Zato vojaška mladina Združenih držav Amerike kmalu ne bo videla eksosituja na ramenih.

Zgodovina ustvarjanja ExoAtlet

• 2011 - znanstveniki MSU so nagradili Ministrstvo za nujne primere za razvoj okostja. V naslednjih letih skupina ustvarja pasivne in aktivne naprave. Pasivna se ni bala požara, tehtala 12 kg in nosila uteži na 100 kg. Aktivni so omogočili, da vojak dvigne težo do 200 kg.
• 2013 - ekipa znanstvenikov, ki razvijajo ExoAtlet za medicinske namene. Njihov moto je bil, da bi resnični ljudje hodili v eksoskeletih.

• 2014 - MSU Research Institute prejme glavno nagrado od Startup Village. Ekipa je postala rezidentka Skolkovo, prav tako je vstopila v top pet finalistov tekmovanja Generation S in na robovih na olimpijskih igrah v Sočiju. Potem je bil predstavljen razvoj v Singapurju in pogajanja z glavnim rehabilitatorjem države.
• 2015 je prva prodaja. Arkhangelsk Oblast je kupila 6 oblek za raziskave in testiranje. V istem letu je potekalo prvo potovanje na Bližnji vzhod. Na X Venture Fairu v Kazanu je ekipa osvojila prvo mesto pri imenovanju visoke tehnologije.
• 2016 - ExoAtlet prečka Atlantik in osvaja ameriške in azijske trge. Letos je povezana z razvijalci skeleta s strelom iz signalnega pištola. Prodaja pripomočkov v Rusiji se začne in se začnejo resne klinične študije.

ExoAtlet doma

Naš "športnik" je zasnovan tako, da v celoti reproducira hodnikovo hojo. Toda to ne pomeni, da bo proces potekal brez sodelovanja gostitelja. To gibanje lahko primerjamo z vožnjo s kolesom. Človek se bo moral navaditi na vodstvo. S takšno opremo se morate naučiti, kako znova uravnotežiti in narediti prve korake po enega. Ta proces traja od nekaj ur do nekaj dni. Postopek usposabljanja za upravljanje z eksoskeletom poteka v ambulanti, kjer napravo urejajo osebni parametri lastnika:

• širina medenice;
• Višina naslonjala;
• dolžino in delež nog.

Seveda vse poteka pod nadzorom zdravnika, ki pred vsako vajo opravi celovit pregled telesa. Poleg tega ima pacient pravico do usposabljanja in rehabilitacije doma, vendar spet pod nadzorom. Robot zajema podatke o telemetriji in jih pošlje v opazovalni center.

Če se je hrbtenjača razmeroma pred kratkim poškodovala, potem obstaja možnost, da se izognemo invalidnosti. Toda ta "zlata ura" ne traja dolgo. Čim prej bolnik stopi na noge in naredi prvi korak s pomočjo ExoAtlet, več ima možnosti obnoviti funkcije motorja in se vrniti v normalno življenje. Vendar je pomembno vedeti, da je proces rehabilitacije za vsakogar odvisen od življenja prizadete osebe.

V primeru popolne izgube motoričnih funkcij bo ExoAtlet postal delna zamenjava za invalidski voziček. Treba je razumeti, da v obleki ne morete preživeti dni na koncu, saj je to sredstvo rehabilitacije. Dnevni trening v obleko takoj zamenjati tri fizioterapevte, in bistveno spremenila kakovost življenja paraliziranih bolnikov. Eksoskelet bo ljudem pomagal začeti hoditi. Hoja bo povzročilo, da prezračevanje bo izboljšala bistveno, da krvni tlak vrne na normalno, poveča gibljivost sklepov, pustite okužbe sečil, obnovljena moč notranjih organov in mišic, kakor tudi vzpostaviti črevesje. Vse to je fiziološki učinek.

Čustveni in psihološki vidiki v življenju invalidov niso nič manj pomembni. Paralizirani ljudje, ki uporabljajo ExoAtlet, so opazili, da se je izboljšalo njihovo razpoloženje in odnos do sveta. Njihova življenja so začela napolniti barve, pozitivne vtise in čustva. Imajo nove sile. Zdaj so sposobni komunicirati na isti ravni z drugimi ljudmi. Obstaja ogenj in zanimanje za življenje v očeh pilotov ExoAtlet. Pravijo, da za hrbtom ni elektronika in baterija, ampak par tehnoloških kril.

Japonski HAL

V deželi vzhajajočega sonca biomehanika človeka ne stoji mirno. Znanstveniki japonskega eksperimentalnega laboratorija so razvili hibridni pomožni ud. Danes jih invalidi uporabljajo na otoku. Razvoj in izboljšanje tega kostuma je potekalo na univerzi v Tsukubi že 20 let! Japonci danes aktivno uvajajo tehnologijo HAL v medicini. Podjetje Cyberdyne (lastnik pravic exoskeleton) je zakupilo več kot tristo kopij. V letu 2013 je izum prejel potrdilo o varnosti pri uporabi. To dejstvo je odprlo pot do naprave na svetovnem trgu in tudi potrdilo njegovo zanesljivost.

Nosilec modifikacije HAL-5 lahko dvigne in premika stvari in predmete, ki presegajo največjo obremenitev v naravnih pogojih za petkrat večjo maso. Ta zavoj v svetu tehnologije in robotov močno poenostavlja delo reševalce in likvidatorjev različnih posledic. Toda ta sprememba še ni bila izvedena.

Zaključek

Prej smo videli fantastične dogodke v kinu. V igrah so se srečali z eksoskeletom (»Stalker«), vendar niso mogli niti misliti, da bi takšne tehnologije kmalu postale dostopne navadni osebi. Leta 2017 se na področju kostumografije izvajajo aktivni testi z močjo misli. Zdaj morajo naši znanstveniki poučevati operacijski sistem, da takoj preberemo milo operaterja. Težave z avtonomijo akumulatorjev se postopoma rešujejo, saj rusko ministrstvo za obrambo namerava začeti z nakupom takšnih naprav že v začetku leta 2020. Lahko čakamo in držimo pesti za naše svetle glave na Inštitutu za mehaniko na moskovski državni univerzi.

Danes v Rusiji ni podobnega trga. Še vedno ga moramo ustvariti. Vprašanje ostaja, ali bodo inženirji in oblikovalci prinesli svojega otroka do popolnosti. Nacionalna ekipa ExoAtlet bo morala rešiti veliko število zapletenih vprašanj: sinhronizacijo branja impulza in reakcijo opreme, povečanje zmogljivosti akumulatorja, zmanjšanje teže in še veliko več. Ta smer v svetu postaja zagon in postaja vse bolj priljubljena. Grow in tekmeci, ki izvajajo veliko število testov. Evropski strokovnjaki so ocenili, da je trg exoskeletonov kar 1,5 milijarde evrov. Želimo, da ruskim razvijalcem želimo srečo, ustvarjalne uspehe in redne prodore in odkritja na trdo ustvarjalno pot!