Nusu karne baada ya kuanza kwa kazi katika uwanja wa exoskeletons, sampuli za kwanza za vifaa hivi ziko tayari kwenda kwa kazi kamili. Lockheed Martin hivi karibuni alijigamba kwamba mradi wake wa HULC (Binadamu wa Mizigo ya Binadamu) haujajaribiwa tu na Pentagon, lakini iko tayari kwa utengenezaji wa serial. HULC ya exoskeleton sasa "inapumua nyuma" na miradi kadhaa inayofanana kutoka kwa kampuni zingine. Lakini wingi wa miundo hiyo haikuwa kila wakati.
Kweli, wazo la kuunda kifaa chochote ambacho kinaweza kuvaliwa na mtu na kuboresha sana sifa zake za mwili kilionekana katika nusu ya kwanza ya karne iliyopita. Walakini, hadi wakati fulani ilikuwa wazo lingine tu la waandishi wa hadithi za sayansi. Ukuzaji wa mfumo unaofaa ulianza tu mwishoni mwa hamsini. General Electric, chini ya usimamizi wa jeshi la Merika, ilizindua mradi uitwao Hardiman. Kazi ya kiufundi ilikuwa ya ujasiri: exoskeleton kutoka GE ilitakiwa kumruhusu mtu kufanya kazi na mizigo yenye uzito wa pauni elfu moja na nusu (karibu kilo 680). Ikiwa mradi huo ulikamilishwa vyema, uwanja wa Hardiman ungekuwa na matarajio makubwa. Kwa hivyo, jeshi lilikuwa na nia ya kutumia teknolojia mpya kuwezesha kazi ya mafundi bunduki katika jeshi la anga. Kwa kuongezea, wanasayansi wa nyuklia, wajenzi na wawakilishi wa tasnia zingine nyingi walikuwa "katika mstari". Lakini hata miaka kumi baada ya kuanza kwa programu hiyo, wahandisi wa General Electric hawajaweza kutafsiri kila kitu kilichotungwa kuwa chuma. Prototypes kadhaa zilijengwa, pamoja na mkono wa mitambo unaofanya kazi. Claw kubwa ya Hardymen ilikuwa na nguvu ya umeme na inaweza kuinua pauni 750 za mzigo (takriban kilo 340). Kwa msingi wa "glavu" moja inayowezekana iliwezekana kuunda ya pili. Lakini wabunifu walikabiliwa na shida nyingine. "Miguu" ya kiufundi ya exoskeleton haikutaka kufanya kazi vizuri. Mfano wa Hardiman uliokuwa na mkono mmoja na miguu miwili ya msaada ulikuwa na uzito chini ya kilo 750, wakati uwezo mkubwa wa kubuni ulikuwa chini ya uzito wake. Kwa sababu ya uzani huu na upendeleo wa msingi wa exoskeleton, wakati wa kuinua mzigo, muundo wote mara nyingi ulianza kutetemeka, ambayo ilisababisha kupinduka mara kadhaa. Kwa kejeli kali, waandishi wa mradi huo waliita jambo hili "densi ya mitambo ya Mtakatifu Vitus". Haijalishi wabuni wa General Electric walipambana vipi, hawakuweza kukabiliana na usawa na mitetemo. Mwanzoni mwa miaka ya 70, mradi wa Hardiman ulifungwa.
Katika miaka iliyofuata, kazi katika mwelekeo wa exoskeletons haikufanya kazi. Mara kwa mara, mashirika anuwai yalianza kushughulika nao, lakini karibu kila wakati matokeo yaliyohitajika hayakufuata. Wakati huo huo, kusudi la kuunda exoskeleton haikuwa matumizi yake ya kijeshi kila wakati. Katika miaka ya 70, wafanyikazi wa Taasisi ya Teknolojia ya Massachusetts, bila mafanikio mengi, walitengeneza vifaa vya darasa hili, iliyoundwa kwa ajili ya ukarabati wa walemavu walio na majeraha ya mfumo wa musculoskeletal. Kwa bahati mbaya, wakati huo, wahandisi pia waliingia katika njia ya kusawazisha sehemu anuwai za suti hiyo. Ikumbukwe kwamba exoskeletoni zina idadi ya sifa ambazo hazifanyi uundaji wao iwe rahisi. Kwa hivyo, uboreshaji mkubwa katika uwezo wa mwili wa mwendeshaji wa binadamu unahitaji chanzo sahihi cha nishati. Mwisho, kwa upande wake, huongeza vipimo na uzito uliokufa wa vifaa vyote. Snag ya pili iko katika mwingiliano wa mtu na exoskeleton. Kanuni ya utendaji wa vifaa kama hivyo ni kama ifuatavyo: mtu hufanya harakati yoyote kwa mkono au mguu. Sensorer maalum zinazohusiana na viungo vyake hupokea ishara hii na kusambaza amri inayofaa kwa vitu vinavyochochea - mifumo ya majimaji au umeme. Wakati huo huo na utoaji wa amri, sensorer hizo hizo zinahakikisha kuwa harakati ya madalali inafanana na harakati za mwendeshaji. Mbali na kusawazisha amplitudes ya harakati, wahandisi wanakabiliwa na suala la muda. Ukweli ni kwamba fundi yeyote ana wakati fulani wa athari. Kwa hivyo, inapaswa kupunguzwa kwa kusudi la urahisi wa kutosha katika kutumia exoskeleton. Katika kesi ya mifupa ndogo ndogo, ambayo sasa inasisitizwa, usawazishaji wa harakati za wanadamu na mashine una kipaumbele maalum. Kwa kuwa exacteli ya kompakt hairuhusu kuongezeka kwa uso unaounga mkono, nk, mitambo ambayo haina wakati wa kusonga na mtu inaweza kuathiri matumizi. Kwa mfano, harakati isiyo ya wakati wa "mguu" wa mitambo inaweza kusababisha ukweli kwamba mtu hupoteza usawa na huanguka. Na hii ni mbali na shida zote. Kwa wazi, mguu wa mwanadamu una digrii chache za uhuru kuliko mkono, bila kusahau mkono na vidole.
Historia mpya zaidi ya mifupa ya kijeshi ilianza mnamo 2000. Kisha shirika la Amerika DARPA lilianzisha kuanza kwa mpango wa EHPA (Mifupa ya Uongezaji wa Utendaji wa Binadamu - Mifupa ya kuongeza utendaji wa binadamu). Programu ya EHPA ilikuwa sehemu ya mradi mkubwa wa Warrior Land ili kuunda sura ya askari wa siku zijazo. Walakini, mnamo 2007, shujaa wa Ardhi alifutwa, lakini sehemu yake ya exoskeleton iliendelea. Lengo la mradi wa EHPA ilikuwa kuunda kile kinachoitwa. exoskeleton kamili, ambayo ilijumuisha viboreshaji vya mikono na miguu ya binadamu. Wakati huo huo, hakuna silaha au kutoridhishwa kulihitajika. Maafisa wanaosimamia DARPA na Pentagon walikuwa wanajua vizuri kwamba hali ya sasa ya mambo katika uwanja wa mifupa hairuhusu kuwapa vifaa vya ziada. Kwa hivyo, hadidu za rejea za programu ya EHPA inamaanisha tu uwezekano wa kubeba kwa muda mrefu na askari katika exoskeleton ya mzigo wenye uzito wa kilogramu 100 na kuongezeka kwa kasi ya mwendo wake.
Sacros na Chuo Kikuu cha Berkeley (USA), pamoja na Mifumo ya Kijapani ya Cyberdyne, walionyesha hamu yao ya kushiriki katika ukuzaji wa teknolojia mpya. Miaka kumi na mbili imepita tangu kuanza kwa programu hiyo, na wakati huu muundo wa washiriki umepata mabadiliko kadhaa. Sacros sasa imekuwa sehemu ya wasiwasi wa Raytheon, na idara ya chuo kikuu iitwayo Berkeley Bionics imekuwa sehemu ya Lockheed Martin. Njia moja au nyingine, sasa kuna mifupa aina tatu iliyoundwa chini ya mpango wa EHPA: Lockheed Martin HULC, Cyberdyne HAL na Raytheon XOS.
Ya kwanza ya mifupa iliyoorodheshwa - HULC - haitimizi kikamilifu mahitaji ya DARPA. Ukweli ni kwamba ujenzi wa kilo 25 una mfumo wa msaada wa nyuma tu na "miguu" ya mitambo. Msaada wa mkono hautekelezwi katika HULC. Wakati huo huo, uwezo wa mwili wa mtendaji wa HULC umeongezeka kwa sababu ya ukweli kwamba kupitia mfumo wa msaada wa nyuma, mzigo mwingi kwenye mikono huhamishiwa kwa vitu vya nguvu vya exoskeleton na mwishowe "huenda" ardhini. Shukrani kwa mfumo uliotumika, askari anaweza kubeba hadi kilo 90 za mizigo na wakati huo huo kupata mzigo ambao unakidhi viwango vyote vya jeshi. HULC inaendeshwa na betri ya lithiamu-ion ambayo hudumu hadi masaa nane. Katika hali ya kiuchumi, mtu katika uwanja wa nje anaweza kutembea kwa kasi ya kilomita 4-5 kwa saa. Kasi ya juu ya HULC ni 17-18 km / h, lakini hali hii ya utendaji wa mfumo hupunguza sana wakati wa kufanya kazi kutoka kwa malipo moja ya betri. Katika siku zijazo, Lockheed Martin anaahidi kuandaa HULC na seli za mafuta, uwezo wake ambao utatosha kwa siku ya operesheni. Kwa kuongeza, katika matoleo yaliyofuata, wabunifu wanaahidi mikono "ya roboti", ambayo itaongeza sana uwezo wa mtumiaji wa exoskeleton.
Raytheon hadi sasa amewasilisha mifupa mawili sawa na fahirisi XOS-1 na XOS-2. Zinatofautiana katika vigezo vya uzani na saizi na, kama matokeo, kwa idadi ya sifa za vitendo. Tofauti na HULC, familia ya XOS ina vifaa vya mfumo wa misaada ya mikono. Mifupa yote miwili inaweza kuinua karibu kilo 80-90 ya uzito wao wenyewe. Ni muhimu kujulikana kuwa muundo wa XOS zote hukuruhusu kusanikisha mitambo kadhaa kwenye mikono ya mitambo. Ikumbukwe kwamba XOS-1 na XOS-2 zina matumizi makubwa ya nguvu hadi sasa. Kwa sababu ya hii, bado hawajatawala na wanahitaji usambazaji wa umeme wa nje. Ipasavyo, kasi kubwa ya kusafiri na maisha ya betri hazijaulizwa. Lakini, kulingana na Raytheon, hitaji la nguvu ya kebo halitakuwa kikwazo kwa matumizi ya XOS katika maghala au vituo vya jeshi ambapo kuna chanzo sahihi cha umeme.
Sampuli ya tatu ya mpango wa EHPA ni Cyberdyne HAL. Leo, toleo la HAL-5 linafaa. Mchanganyiko huu ni kwa kiwango fulani mchanganyiko wa mbili za kwanza. Kama HULC, inaweza kutumika kwa uhuru - betri hudumu kwa masaa 2.5-3. Pamoja na familia ya XOS, maendeleo ya Mifumo ya Cyberdyne imeunganishwa na "ukamilifu" wa muundo: ni pamoja na mifumo ya msaada kwa mikono na miguu. Walakini, uwezo wa kubeba HAL-5 hauzidi makumi kadhaa ya kilo. Hali hiyo ni sawa na sifa za kasi ya maendeleo haya. Ukweli ni kwamba wabunifu wa Kijapani hawakuzingatia matumizi ya jeshi, lakini juu ya ukarabati wa watu wenye ulemavu. Kwa wazi, watumiaji kama hawaitaji tu kasi kubwa au uwezo wa kupakia. Ipasavyo, ikiwa jeshi linavutiwa na HAL-5 katika hali yake ya sasa, itawezekana kufanya exoskeleton mpya kwa msingi wake, iliyoimarishwa kwa matumizi ya jeshi.
Kati ya chaguzi zote za mifupa ya kuahidi iliyowasilishwa kwenye mashindano ya EHPA, ni HULC tu ndio sasa imefikia upimaji kwa kushirikiana na jeshi. Vipengele kadhaa vya miradi mingine bado hairuhusu kuanza majaribio yao ya uwanja. Mnamo Septemba, vifaa kadhaa vya HULC vitatumwa kwa sehemu ili kusoma makala ya exoskeleton katika hali halisi. Ikiwa kila kitu kitaenda sawa, uzalishaji mkubwa utaanza mnamo 2014-15.
Wakati huo huo, wanasayansi na wabunifu watakuwa na dhana na miundo bora. Ubunifu unaotarajiwa zaidi katika uwanja wa exoskeletons ni glavu za roboti. Madanganyifu yaliyopo bado sio rahisi sana kutumia zana na vitu sawa vinavyokusudiwa matumizi ya mwongozo. Kwa kuongezea, uundaji wa glavu kama hizo unahusishwa na shida kadhaa. Kwa ujumla, zinafanana na zile za mikusanyiko mingine ya exoskeleton, lakini katika kesi hii, shida za usawazishaji huchochewa na idadi kubwa ya vitu vya kiufundi, sifa za harakati za mkono wa mwanadamu, n.k. Hatua inayofuata katika ukuzaji wa mifupa itakuwa uundaji wa kiunganishi cha neuroelectronic. Sasa harakati ya fundi inadhibitiwa na sensorer na anatoa servo. Rahisi zaidi kwa wahandisi na wanasayansi ni matumizi ya mfumo wa kudhibiti na elektroni zinazoondoa msukumo wa neva ya binadamu. Miongoni mwa mambo mengine, mfumo kama huo utapunguza wakati wa mmenyuko wa mifumo na, kama matokeo, itaongeza ufanisi wa exoskeleton nzima.
Kuhusiana na matumizi ya vitendo, zaidi ya nusu karne iliyopita, maoni juu yake hayajabadilika. Wanajeshi bado wanachukuliwa kuwa watumiaji kuu wa mifumo ya kuahidi. Wanaweza kutumia mifupa kwa kupakia na kupakua shughuli, kuandaa risasi, na kwa kuongeza, katika hali ya kupambana, kuongeza uwezo wa wapiganaji. Ikumbukwe kwamba uwezo wa kubeba mifupa itakuwa muhimu sio tu kwa wanajeshi. Matumizi makubwa ya teknolojia ambayo inamruhusu mtu kuongeza uwezo wake wa mwili kwa kiasi kikubwa inaweza kubadilisha sura ya usafirishaji na usafirishaji wa mizigo. Kwa mfano, wakati wa kupakia semitrailer ya mizigo bila kukosekana kwa vizuizi vya mizigo itapungua kwa makumi ya asilimia, ambayo itaongeza ufanisi wa mfumo mzima wa usafirishaji. Mwishowe, mifupa inayodhibitiwa na ujasiri itasaidia watu wenye ulemavu kusaidia watu kuishi maisha kamili tena. Kwa kuongezea, matumaini makubwa yamebandikwa kwenye kiolesura cha neuroelectronic: ikiwa kuna majeraha ya mgongo, nk. Katika majeraha, ishara kutoka kwa ubongo haziwezi kufikia eneo maalum la mwili. Ikiwa "tunazuia" kwenye eneo lililoharibiwa la ujasiri na tupeleke kwenye mfumo wa udhibiti wa exoskeleton, basi mtu huyo hatazuiliwa tena kwenye kiti cha magurudumu au kitanda. Kwa hivyo, maendeleo ya kijeshi yanaweza kuboresha maisha ya sio jeshi tu. Kwa sasa, ukifanya mipango mikubwa, unapaswa kukumbuka juu ya operesheni ya majaribio ya exoskeleton ya Lockheed Martin HULC, ambayo itaanza tu wakati wa msimu wa joto. Kulingana na matokeo yake, itawezekana kuhukumu matarajio ya tasnia nzima na masilahi yake kutoka kwa watumiaji wanaowezekana.
