FX.co ★ Залізна людина відпочиває: вісім найкращих екзоскелетів

Патент на перший «механічний екзоскелет», що допомагав швидко і легко бігати та стрибати, підіймати тяжкості (еластипед), був зареєстрований у 1890-х роках російським інженером Миколою Фердинандовичем Ягном.

Екзоскелети розробляються вже кілька десятиліть і сьогодні масово застосовують у промисловості, відділеннях медичної та соціальної реабілітації, проте до серійного виробництва для армії ще не дійшли.

Військовим потрібні повноцінні та ефективні броньовані екзоскелети з сервоприводами для довгого пересування по перетнутій місцевості. Поки що рівень технологій не дозволяє забезпечити їх компактними та потужними елементами живлення.

ExoAtlet, Росія

Вітчизняні екзоскелети, призначені для медицини, промисловості та військових, розробляються низкою наукових шкіл. Найвідоміший «ЕкзоАтлет» зібраний на базі НДІ механіки МДУ, першим робокостюмом якого став екзоскелет для МНС.

Екзоскелет для військових важить 12 кг і дозволяє переносити 100 кг. Російські вчені впевнені: екзоскелет для вибухотехніки повинен обходитися без підзарядки протягом 12 годин, тому роботи в цьому напрямі продовжуються.

Медична модифікація має моторизований каркас, який одягається як костюм і дозволяє людям, прикутим до інвалідних візків (з травмою спинного мозку, розсіяним склерозом, наслідками інсульту та ДЦП), стати на ноги.

ЕО-01.02

Цей російський армійський екзоскелет спрощує завдання, пов'язані з марш-кидками на великі відстані та переміщенням ваг, розвантажуючи опорно-руховий апарат за допомогою особливої системи важільно-шарнірних механізмів. Костюм легко надіти, а вантаж – скинути, щоб швидко сховатись на місцевості.

Виріб дозволяє переносити до 70 кг і важить лише 7 кг завдяки тому, що зроблено з легких металів та карбону. У майбутньому його планується виготовляти із бронеалюмінію.

Розробкою та виробництвом екзоскелету займається компанія «ГБ Інжиніринг» у партнерстві з підмосковним ЦНДІТОЧМАШ (підрозділом «Ростеха»). ЕО-01.02 пройшов успішні випробування в Сирії під час розмінування Пальміри та почав надходити на озброєння штурмових інженерно-саперних підрозділів. У перспективі оснащення ним та інших відомств, зокрема розробка цивільної версії. Інтеграція п'єзоелементів дозволить при ходьбі заряджати предмети екіпірування бійця – рацію, планшет командира, навігатор та ін.

Guardian XO

Цей екзоскелет від американської компанії Sarcos Robotics робить людину в 20 разів сильнішою. Він працює від акумулятора до 8 годин та дозволяє піднімати до 90 кг (4,5 кг за відчуттями).

Костюм починає працювати, коли людина заходить усередину конструкції та надійно прикріплюється до неї за допомогою ременів та жилета. Дублюючи дії людини і повторюючи їх з урахуванням пропорцій, робокостюм дозволяє ходити, піднімати руки і сідати навпочіпки. Щоб вимкнути або зняти його, потрібно не більше півхвилини.

Перші моделі Guardian XO були випущені в січні 2020 року і тепер здаються в оренду американським військовим та авіакомпанії Delta Airlines за 100 тис. доларів на рік.

ONYX

Екзоскелет американської оборонної корпорації Lockheed Martin кріпиться на ноги за допомогою системи сервоприводів, яка за допомогою набору датчиків, штучного інтелекту та інших технологій пристосовується до рухів людини та полегшує її пересування по пересіченій місцевості.

Екзоскелет важить 6,4 кг та працює 8 годин з акумулятором масою 2,7 кг, 16 годин – з АКБ у 5,4 кг.

Пентагон з кінця 2018 року тестує ONYX для створення «суперсолдатів», здатних долати великі відстані без втоми в ногах.

High Mobility Powered Exoskeleton

Випробування прототипу цього японського військового екзоскелету завершилися 2020 року. Він відповідає стандарту ISO 13482, рівню водонепроникності IPX5/7 та пилозахисному стандарту IPX 5.

Робокостюм із живленням від 4 батарей, розташованих на спині, може скинути 30 кг (при навантаженні в 50 кг – відчуття від 20 кг), дозволяє пересуватися 2 години зі швидкістю 4 км/год, бігати – 13,5 км/год, що робить його одним із найшвидших екзоскелетів у світі.

High Mobility Powered Exoskeleton має планшет для регулювання керуючих параметрів костюма, а віддалений бездротовий інтерфейс робить його ще більш маневрованим.

Cray X

Екзоскелети від німецької компанії German Bionic System створюються за технологією бездротової передачі енергії на великі відстані. Датчики на костюмі збирають відомості та надсилають їх для обробки інженерам. Гарнітура доповненої реальності Cray Visor накладає цифрові зображення на реальні об'єкти, допомагаючи виконувати робочі завдання (наприклад, піднімати вантаж до 28 кг).

Так, Cray X останнього (п'ятого) покоління оснащений потужнішою батареєю на 40 В. Він виконаний з легкого вуглецевого волокна і важить 7,4 кг, підключається до пристроїв IoT, автоматично отримуючи з хмари оновлення Bionic IO, спеціально розробленого компанією. Знімну літієву батарею, що розрядилася після 8 годин роботи, можна швидко замінити без вимкнення пристрою і зупинки виробничого процесу (на будівельних майданчиках, відкритих складах і в автомобільних майстернях).

Тестування робокостюму пройшло відповідно до стандарту IP54 на пило- та водонепроникність. Cray X був продемонстрований на виставці CES 2022 (Лас-Вегасі) у січні.

Daedulus

Літаючий екзоскелет «Дедал» винайшов британець Річард Браунінг, який також створив джетпак – реактивний ранець. Він оцінив свій антигравітаційний апарат у $250 тис., стверджуючи, що той може переміщати людину зі швидкістю 321 км/год на висоту до 1 км.

Засновник компанії Gravity забезпечив 72-кілограмовий костюм Залізної людини паливним баком на спині, а також 6 реактивними двигунами на руках та ногах. Як паливо було обрано безпечну авіаційну гас. Інформація про його витрати передається на вбудований в окуляри РК-дисплей.

Daedulus пройшов перші випробування в 2017 році і, окрім розважального та цивільного застосування, може бути корисним для військових. Щоб політ пройшов нормально, потрібно навчитися змінювати положення свого тіла.

Prosthesis

Це найбільший екзоскелет із відомих у світі. Чотириногій Prosthesis занесений до Книги рекордів Гіннесса: він має висоту 3,96 м, довжину 5,1 м і ширину 5,51 м, а важить 1,6 т. Попри значні розміри, він здатний розвивати швидкість до 32 км на годину. хромованої сталі, що поєднує міцність та легкість.

Екзоскелет виконаний у форм-факторі тетрапод, керується зсередини пілотом, який використовує 2 електродвигуни, що передають на гідравлічну систему зусилля величиною 16,2 кН кожен. Автономну роботу механічного монстра забезпечує 96-вольтова літій-іонна АКБ місткістю 36 кВт-година, виготовлена на індивідуальне замовлення.

Канадський винахідник та шанувальник механічних пристроїв Джонатан Тіппетт з Ванкувера продемонстрував Prosthesis на виставці CES 2018 і разом зі своєю компанією Furrion вже четвертий рік тестує його для аерокосмічної та перегонової галузей.