Экзоскелет — атрибут многих уважаемых компьютерных игр и научно-фантастических картин, причем настолько привычный, что его обычно не замечаешь.
Между тем, живьем такие штуки встречаются редко, но это пока: многие компании старательно воплощают носимые роботизированные костюмы в реальность. Выбрали пять самых примечательных.
Cyberdyne HAL, почти как Metroid
Йошики Санкай с детства мечтал делать робо-костюмы для помощи людям. Став профессором японского университета Цукуба, он приступил к исполнению своей мечты. Три года он составлял карту нейронов, которые управляют движением ног, а затем вместе со своей командой основал компанию Cyberdyne и занялся разработкой инновационного медицинского экзоскелета под названием HAL (Hybrid Assistive Limb, «Гибридная вспомогательная конечность»).
Прототип был готов к началу 2000-х. Он весил 22 килограмма и был подключен к компьютеру. Чтобы надеть экзокостюм, были нужны два помощника. Новые модели весят уже десяток килограмм и питаются от батареи на поясе. Тем не менее, даже несовершенные версии устройства помогали людям двигаться.
HAL — прорывная технология даже для нашего времени. Экзоскелет управляется мыслями его носителя. Когда человек хочет совершить движение, его мозг посылает сигналы к мышцам через нервную систему. Часть этих сигналов «просачивается» на поверхность кожи, и именно там их принимают датчики HAL. Моторы экзоскелета совершают это движение вместе с носителем, помогая и поддерживая его.
Разные модели HAL спроектированы так, чтобы поддерживать поясничный пояс или конечности. В основном экзоскелет находит применение в медицинских целях: его используют люди, потерявшие мобильность в результате инсультов или травм позвоночника. Но носитель не привязан к устройству навсегда. Экзоскелет используется для так называемой HAL-терапии, когда пациент проходит реабилитацию и учится заново двигаться с поддержкой.
Кроме того, HAL применяется в поисково-спасательных операциях и в промышленных целях.
HAL своим дизайном и функциями отдаленно напоминает энергокостюм Самус Аран, охотницы за головами из серии игр Metroid. Как HAL, броня Самус служит второй кожей. Дайте технологии 100 лет, и пожилые японцы будут разгуливать по улицам Токио в полной боевой экипировке.
Suit X Phoenix — узнают игроки в Call of Duty
Профессор робототехники из Беркли Хомайон Казеруни — активный предприниматель. Он помог основать целых две компании, которые разрабатывают кибернетические экзоскелеты: сначала Ekso Bionics, потом Suit X. Продукты обоих служат для медицинских и промышленных целей: это носимые легкие экзоскелеты, поддерживающие движения тела.
И это довольно доступные экзоскелеты, но амбиции Казеруни идут дальше. «Не сомневаюсь, что эти устройства в конечном итоге будут продаваться в хозяйственных магазинах, — считает он. — Когда цены снизятся, вы сможете просто купить их в Home Depot (прим. — американская сеть магазинов инструментов и стройматериалов)».
Ekso Bionics в свое время работала с Lockheed Martin над военным экзоскелетом HULC, который позволяет пользователю носить до 90 килограммов полезной нагрузки. Suit X сотрудничает с General Motors и Fiat, которые тестируют их экзоскелеты на своих заводах.
Показательнее всего технологии и идеи Казеруни и его коллег воплощены в экзоскелете Phoenix. Носимое устройство весит всего 12 килограммов и поддерживает человека, потерявшего мобильность из-за травмы или болезни. Phoenix помогает ходить, стоять, вставать и садиться. Хотя для начала потребуются еще и костыли, но со временем экзоскелет помогает даже непростым случаям восстановиться так, что инвалидная коляска становится более не нужна.
На разработки Казеруни похожи воображаемые боевые экзоскелеты из Call of Duty: Advanced Warfare. Но проект HULC в итоге был заморожен: реальная техника такого толка все еще остается мирной.
Wandercraft Atalante, французская силовая броня
Большая часть реально существующих экзоскелетов — исключительно носимые устройства. То есть, они помогают двигаться или носить тяжести, но человек должен перемещаться самостоятельно, прикладывая собственные усилия и пользоваться костылями. Сделать полностью автономный экзоскелет сложно. Тем не менее, у французского стартапа Wandercraft получилось.
Разработанный командой Wandercraft экзоскелет Atalante выглядит здоровым и неуклюжим. Но в движении он изящнее многих конкурентов — и, самое главное, помогает двигаться так, чтобы костыли не требовались.
Девайс весит 60 килограммов и оснащен компьютером на основе Intel Core i7 для сложных расчетов балансировки и каждого шага. Пользователь садится в экзоскелет, почти как на стул, и давление равномерно распределяется по его телу. Затем Atalante начинает перемещать его ноги. И человек ходит, даже если до этого годами не вставал с инвалидного кресла.
Самым сложным в реализации оказались именно сохранение равновесия и имитация человеческой походки. В итоге получается покачивающийся, неверный шаг, но даже это приводит в восторг тех, для кого экзоскелет и создавался: парализованных людей.
Массивный Atalante чем-то напоминает силовую броню из серии игр Fallout. Особенно версию 4-й части: в ней в бронированный экзоскелет нужно было забираться, как и в французскую разработку. И в той же игре был персонаж-инвалид, потерявший обе ноги и использовавший броню, как импровизированное инвалидное кресло. Теперь что-то подобное возможно и в реальности.
Sarcos Guardian XO: тот еще киберпанк
Американская компания Sarcos начинала с области робототехники, но чем только не занималась, включая протезы и реквизит для фильмов. У компании были и военные контракты, и заказы от федерального правительства. Именно за их счет и профинансировали экзоскелет Guardian XO.
Этот полный экзоскелет позволяет человеку поднимать вес до 90 кг, не ощущая усталость и напряжение. Он выглядит массивным, но сам поддерживает свой вес, и его быстро надевать и снимать — потребуется всего 30 секунд. Это приспособление для работы на складах и с тяжелым предметами. Так, Sarcos сотрудничала с авиакомпанией Delta Air Lines, чтобы тестировать экзоскелеты в аэропортах.
Тяжелый и объемный, Guardian XO напоминает экзоскелет Ройса, босса одной из банд в Cyberpunk 2077. Не факт, что носитель реального устройства сможет так же бодро бегать, как и босс из игры. Зато тяжести таскать будет без проблем, разработка Sarcos не требует долгого обучения: надел и пошел.
TALOS, «Железный человек» американской армии
Американская армия любит тратить деньги на броские проекты. В 2013 году она запустила TALOS: Tactical Assault Light Operator Suit, тактический штурмовой легкий костюм оператора. Амбиции были огромными с самого начала. «Мы делаем костюм Железного человека» — говорил журналистам бывший тогда президентом Барак Обама.
Ожидалось, что получится действительно супергеройское обмундирование. Идея была простой: чтобы американские солдаты были неуязвимы для пуль и усталости. Если они, скажем, штурмуют убежище террористов, то первый выбивший дверь не был бы первым павшим в бою. Предполагалось, что это будет комбинация экзоскелета с тонкой и прочной броней и тактического шлема, куда поступает информация о состоянии самого солдата и ситуации, в которой он оказался.
Практическая реализация оказалась гораздо грустнее планов. TALOS весил порядка 180 килограммов и было совершенно непонятно, как двигать эту махину. Несмотря на потраченные 80 миллионов долларов военного бюджета, боевой экзоскелет не был готов к реальному бою. Собственно, именно источник питания оказался ахиллесовой пятой костюма. Стэну Ли, создателю «Железного человека» из комиксов, пришлось изобрести нарушающий законы физики мини-реактор, чтобы его воображаемый суперсолдат летал и сражался. У реальной самодвижущейся брони фантастического источника питания быть не может.
В итоге TALOS был низведен до обычного небоевого экзоскелета, который должен помогать солдатам во время марш-бросков. После они должны снимать его. С государственными военными заказами так часто происходит: красивая картинка на выходе становится бесполезной тратой денег, о которой никто не просил.
Мы вместе с Казеруни ждем того дня, когда экзоскелеты можно будет легко купить в хозяйственном магазине. А пока — можно обратить внимание на другие полезные технологические новинки. У нас в магазине Мэдроботс проходит весенняя распродажа. Читателям Хабра — дополнительная скидка 15% на подборку товаров к 23 февраля по промокоду MADFEBR
