FX.co ★ Железный человек отдыхает: восемь лучших экзоскелетов

Патент на первый «механический экзоскелет», помогавший быстро и легко бегать и прыгать, поднимать тяжести (эластипед), был зарегистрирован в 1890-е годы русским инженером Николаем Фердинандовичем Ягном.

Экзоскелеты разрабатываются уже несколько десятилетий и сегодня массово применяются в промышленности, отделениях медицинской и социальной реабилитации, однако до серийного производства для армии еще не дошли.

Военным требуются полноценные и эффективные бронированные экзоскелеты с сервоприводами для долгого передвижения по пересеченной местности. Пока уровень технологий не позволяет обеспечить их компактными и мощными элементами питания.

ExoAtlet, Россия

Отечественные экзоскелеты, предназначенные для медицины, промышленности и военных, разрабатываются рядом научных школ. Самый известный, «ЭкзоАтлет», собран на базе НИИ механики МГУ, первым робокостюмом которого стал экзоскелет для МЧС.

Экзоскелет для военных весит 12 кг и позволяет переносить 100 кг. Российские ученые уверены: экзоскелет для взрывотехника должен обходиться без подзарядки в течение 12 часов, поэтому работы в этом направлении продолжаются.

Медицинская модификация имеет моторизованный каркас, который надевается как костюм и позволяет людям, прикованным к инвалидным коляскам (с травмой спинного мозга, рассеянным склерозом, последствиями инсульта и ДЦП), встать на ноги.

ЭО-01.02

Этот российский армейский экзоскелет упрощает задачи, связанные с марш-бросками на большие расстояния и перемещением тяжестей, разгружая опорно-двигательный аппарат с помощью особой системы рычажно-шарнирных механизмов. Костюм легко надеть, а груз – сбросить, чтобы быстро укрыться на местности.

Изделие позволяет переносить до 70 кг и весит всего 7 кг благодаря тому, что сделано из легких металлов и карбона. В будущем его планируется изготавливать из бронеалюминия.

Разработкой и производством экзоскелета занимается компания «ГБ Инжиниринг» в партнерстве с подмосковным ЦНИИТОЧМАШ (подразделением «Ростеха»). ЭО-01.02 прошел успешные испытания в Сирии при разминировании Пальмиры и начал поступать на вооружение штурмовых инженерно-саперных подразделений. В перспективе оснащение им и других ведомств, в том числе разработка гражданской версии. Интеграция пьезоэлементов позволит при ходьбе подзаряжать предметы экипировки бойца – рацию, планшет командира, навигатор и пр.

Guardian XO

Этот экзоскелет от американской компании Sarcos Robotics делает человека в 20 раз сильнее. Он работает от аккумулятора до 8 часов и позволяет поднимать до 90 кг (4,5 кг по ощущениям).

Костюм начинает работать, когда человек заходит внутрь конструкции и надежно прикрепляется к ней с помощью ремней и жилета. Дублируя действия человека и повторяя их с учетом пропорций, робокостюм позволяет ходить, поднимать руки и присаживаться на корточки. Чтобы отключить или снять его, требуется не более полуминуты.

Первые модели Guardian XO были выпущены в январе 2020 года и теперь сдаются в аренду американским военным и авиакомпании Delta Airlines за 100 тыс. долларов в год.

ONYX

Экзоскелет американской оборонной корпорации Lockheed Martin крепится на ноги посредством системы сервоприводов, которая с помощью набора датчиков, искусственного интеллекта и других технологий приспосабливается к движениям человека и облегчает его передвижение по пересеченной местности.

Экзоскелет весит 6,4 кг и работает 8 часов с аккумулятором массой 2,7 кг, 16 часов – с АКБ в 5,4 кг.

Пентагон с конца 2018 года тестирует ONYX для создания «суперсолдат», способных преодолевать большие расстояния без усталости в ногах.

High Mobility Powered Exoskeleton

Испытания прототипа этого японского военного экзоскелета завершились в 2020 году. Он соответствует стандарту ISO 13482, уровню водонепроницаемости IPX5/7 и пылезащитному стандарту IPX 5.

Робокостюм с питанием от 4 батарей, расположенных на спине, может сбросить 30 кг (при нагрузке в 50 кг – ощущения от 20 кг), позволяет передвигаться 2 часа со скоростью 4 км/ч, бегать – 13,5 км/ч, что делает его одним из самых быстрых экзоскелетов в мире.

High Mobility Powered Exoskeleton снабжен планшетом для регулирования управляющих параметров костюма, а удаленный беспроводной интерфейс делает его еще более маневренным.

Cray X

Экзоскелеты от немецкой компании German Bionic System создаются по технологии беспроводной передачи энергии на большие расстояния. Датчики на костюме собирают сведения и отсылают их для обработки инженерам. Гарнитура дополненной реальности Cray Visor накладывает цифровые изображения на реальные объекты, помогая выполнять рабочие задачи (например, поднимать груз до 28 кг).

Так, Cray X последнего (пятого) поколения оснащен более мощной батареей на 40 В. Он выполнен из легкого углеродного волокна и весит 7,4 кг, подключается к устройствам IoT, автоматически получая из облака обновления ПО Bionic IO, специально разработанного компанией. Разрядившуюся после 8 часов работы съемную литиевую батарею можно быстро заменить без выключения устройства и остановки производственного процесса (на строительных площадках, открытых складах и в автомобильных мастерских).

Тестирование робокостюма прошло в соответствии со стандартом IP54 на пыле- и водонепроницаемость. Cray X был продемонстрирован на выставке CES 2022 (Лас-Вегасе) в январе.

Daedulus

Летающий экзоскелет «Дедал» изобрел британец Ричард Браунинг, создавший также джетпак – реактивный ранец. Он оценил свой антигравитационный аппарат в $250 тыс., утверждая, что тот может перемещать человека со скоростью 321 км/ч на высоту до 1 км.

Основатель компании Gravity снабдил 72-килограммовый костюм Железного человека топливным баком на спине, а также 6 реактивными двигателями на руках и ногах. В качестве топлива был выбран безопасный авиационный керосин. Информация о его расходе передается на встроенный в очки ЖК-дисплей.

Daedulus прошел первые испытания в 2017 году и, помимо развлекательного и гражданского применения, может быть полезен для военных. Чтобы «полет» прошел нормально, нужно научиться изменять положение своего тела.

Prosthesis

Это самый большой экзоскелет из известных в мире. Четырехногий Prosthesis занесен в Книгу рекордов Гиннесса: он имеет высоту 3,96 м, длину 5,1 м и ширину 5,51 м, а весит 1,6 т. Несмотря на внушительные размеры, он способен развивать скорость до 32 км в час благодаря хромолевой стали, сочетающей прочность и легкость.

Экзоскелет выполнен в форм-факторе тетрапод, управляется изнутри пилотом, который использует 2 электродвигателя, передающие на гидравлическую систему усилие величиной 16,2 кН каждый. Автономную работу механического монстра обеспечивает 96-вольтовая литий-ионная АКБ емкостью 36 кВт-час, изготовленная по индивидуальному заказу.

Канадский изобретатель и поклонник механических устройств Джонатан Типпетт из Ванкувера продемонстрировал Prosthesis на выставке CES 2018 и вместе со своей компанией Furrion уже четвертый год тестирует его для аэрокосмической и гоночной отраслей.