Vojenskí velitelia túto technológiu dlho očakávali.
Preháňať sa po bojisku v objemnom robo brnení, ktoré mal Tom Cruise v hre Edge of Tomorrow, to v skutočnom svete neprekoná. Na začiatok je to príliš veľké. A energia potrebná na napájanie niečoho takej veľkosti – prostredníctvom plynového motora pripútaného k vášmu chrbtu v niektorých skorých vynálezcovských iteráciách – je hlučná a prezrádza nepriateľa, ku ktorému sa blížite. Množstvo novo vyvinutých exoskeletov však začína spĺňať zoštíhlené a utajené požiadavky dnešných veliteľov jednotiek, ktorí považujú tieto pomocné obleky za životne dôležité pre budúci boj misie. Medzi najsľubnejšie a divne vyzerajúce patrí „tretie rameno“, ktoré vyvinulo výskumné laboratórium americkej armády, aby pomáhalo vojakom nosiť a podporovať ich zbrane na bojisku. Ľahké zariadenie, ktoré váži menej ako štyri libry a visí na boku vojaka, stabilizuje pušky a guľomety, ktoré môžu vážiť až 27 libier. To zlepšuje presnosť streľby a tiež minimalizuje únavu. Dá sa použiť aj pri šplhaní sa do polohy na zemi.
Únava, ktorú chce tretia ruka potlačiť, je zabijak na bojisku a väčšina nových oblekov je podobne určené na pomoc vojakom minimalizovať energiu, ktorú používajú na nosenie obrovských zásobovacích balíkov, zbraní a iného bojiska výbava. V máji spoločnosť Lockheed Martin predstavila svoje najľahšie poháňané exo na podporu spodnej časti tela. Dabované ONYX, priliehavý oblek, ktorý pripomína nenápadnú sieť atletických výstuh, znižuje námahu vojaka potrebujete na chôdzu, beh a lezenie v rôznom teréne pri prenášaní ťažkých nákladov až do 100 libier.
Oblek využíva sledovacie senzory, mechanické ovládače kolien a softvér založený na umelej inteligencii, ktorý predpovedá pohyb kĺbov, pričom všetky tieto prvky znižujú namáhanie dolnej časti chrbta a nôh. Používa pevné aj flexibilné komponenty, ktoré tesne priliehajú, aby boli pohodlnejšie, a je určený na rozšírenie možností používateľa, namiesto toho, aby zaňho vykonával akúkoľvek skutočnú prácu. „Palubný počítač systému používa algoritmus umelej inteligencie na čítanie a interpretáciu snímačov pohybu umiestnené na kľúčových miestach cez exoskeleton,“ vysvetľuje Keith Maxwell, hlavný program exoskeletov spoločnosti Lockheed manažér. „ONYX sleduje, ako sa noha pohybuje, rozumie pohybu a poskytuje podporu, pričom pomáha kolenu v ten správny čas. To znižuje stres na dolných končatinách, zvyšuje vytrvalosť a zlepšuje vytrvalosť.“
Trik podľa Maxwella spočíva v tom, že pomoc prichádza v pravý čas, aby sa zabránilo tomu, že nositeľ nebude synchronizovaný so zariadením alebo s ním nebude „bojovať“. ONYX sa synchronizuje s používateľom, ale v budúcnosti je priestor na ešte ďalšie zlepšenie, keď bude môcť priamo čítať elektrické impulzy. „Ľudskému telu trvá 75 milisekúnd, kým prejde od myšlienky k činom,“ povedal Maxwell s odkazom na čas, ktorý trvá, kým elektrické impulzy z mozgu spustia pohyb svalov v tele. "Dostávame sa do tej kontrolnej slučky - detegujeme tento signál vo svale a iniciujeme náš pohyb v rovnakom čase, keď sa sval pohybuje."
Výsledkom je, že exoskeleton sa rýchlo stáva druhou prirodzenosťou, čo v konečnom dôsledku znižuje metabolické „náklady“ na transport – VO2max nositeľa – o deväť percent. Inými slovami, vojaci nemusia spotrebovať toľko kyslíka, aby vykonali danú úlohu, hovorí Maxwell. Odstránenie tejto hrany má súvisiace výhody. Zlepšuje psychickú výkonnosť a znižuje riziko poranení kostí a svalov. Ďalej motorizovaný, batériou poháňaný oblek, ktorý by mohol mať osemhodinovú výdrž s dvomi batériami a až 16 hodín so štyrmi batériami, pomáha rovnomerne rozložiť váhu pri prenášaní bremena, pomáha udržiavať kostru zarovnanie. Vyhnete sa tak nadmernému stresu a zraneniam spôsobeným tlakom.
Ako príklad čistého prínosu spoločnosť uvádza, že vojak, ktorý by za normálnych okolností mohol vykonať 26 opakovaní 185-librových drepov, by mohol vykonať 72 podobných opakovaní pri nosení ONYX. „Neurobí vás to silnejšími ani rýchlejšími, ale pomôže vám to ísť dlhšie,“ hovorí Maxwell, častý nositeľ exoskeletu, ktorý poznamenáva, že jeho vlastné zranenia kolena v podstate zmiznú. Počas demonštrácie obleku minulý týždeň to predviedol vykonaním v podstate nenáročného drepu, o ktorom hovorí, že v prípade potreby dokáže vydržať aj hodinu.
Inžinieri Lockheed v súčasnosti pracujú na spevnení komponentov, aby vydržali použitie na bojisku, a vylepšujú postroj, aby bol ešte diskrétnejší a nenápadnejší. Vylaďujú tiež proces montáže, aby zabezpečili, že vojaci ho môžu správne nastaviť bez náradia v teréne.
Zatiaľ čo verzia Lockheed je určite efektívna, jeden z jej konkurentov, Dephy so sídlom v Bostone, urobil exo dizajn o krok ďalej tým, že ďalej minimalizoval potrebný hardvér. Jeho ExoBoot zlepšuje celkovú mobilitu, ale obmedzuje jeho fyzickú prítomnosť len na členok. Podľa spoluzakladateľa Dephy Luka Mooneyho sa mnoho exos snaží obísť ľudskú kostru a preniesť náklady, ktoré vojaci nesú, do zeme. Ale tieto systémy sú brzdené tým, že musia pohybovať aj vlastnou váhou. Dephy’s ExoBoot funguje tak, že poskytuje umelé vonkajšie svaly so zameraním na členkový kĺb namiesto kolena, ako to robí ONYX. "ExoBoot znižuje námahu lýtkového svalu tým, že poskytuje vonkajší krútiaci moment okolo členkového kĺbu," povedal Mooney. "Zníženie svalovej práce znižuje námahu operátora - t.j. metabolické náklady - a zároveň znižuje svalové sily a zodpovedajúce kĺbové sily."
Lýtkové svaly bez pomoci aplikujú viac ako 1 000 libier cez členkový kĺb aj počas normálnej chôdze, vysvetlil Mooney. Toto číslo je oveľa vyššie pri behu alebo prenášaní nákladu. Topánka využíva elektromotor a palubné senzory a ovládač na aplikovanie krútiaceho momentu okolo členku. Bez pohonu pôsobí ako normálna topánka, hoci je asi o kilo ťažšia, ale väčšina dodatočnej hmoty z batérie a elektroniky je uložená vyššie na lýtkach, vďaka čomu je na dotyk ľahšia. Keď urobíte niekoľko krokov, ovládač analyzuje sily a začne poskytovať dodatočný krútiaci moment členkovému kĺbu prostredníctvom malých elektromotorov. Hoci nositeľ môže najprv vycítiť prítomnosť topánky, ako aj mechanické zväčšenie, ktoré poskytuje, jeho telo rýchlo prispôsobí sa, vďaka čomu je jeho prítomnosť nepozorovateľná, a preto nie je rušivou alebo obmedzujúcou – hoci spoločnosť uvádza, že keď je topánka používatelia, ktorí si na to zvykli, opisujú svoje nohy tak, že sa ich nohy nakrátko cítia ako z olova, kým sa vrátia k svojmu prirodzený pocit. (Aj keď námaha očividne narastá, keď už topánka nedopĺňa ich svaly.)
Pretože tieto systémy sú stále vo vývoji, ani armáda, ani dodávatelia obrany nezverejnia odhadované jednotkové náklady. Samozrejme, ako pri mnohých vojenských inováciách, majú aj externé aplikácie – jednotky prvej reakcie, ktoré ich nasadia v núdzových situáciách a katastrofách. situácie, plus nespočetné využitie pre komerčných a priemyselných pracovníkov – to tiež pomôže udržať vývoj a celkové konečné náklady pre všetkých nízke strany.
Je tu ešte veľa práce, ktorú treba urobiť. Napríklad akustika bude kľúčová pre vojenských používateľov. Vo verejných videách zverejnených zo systému Lockheed chýba zvuk, ale pri pozorovaní systému minulý týždeň to bolo počuteľné – prostredníctvom pretrvávajúceho elektromechanického pískania – ale nie príliš hlasné. Napriek tomu bude ďalšia verzia, hovorí Maxwell, ešte tichšia.
Testovanie systémov by sa mohlo začať terénnymi skúškami s 10. horskou divíziou vo Fort Drum, NY, už koncom tohto roka. Takto poháňané zariadenia sú súčasťou takzvanej tretej offsetovej stratégie armády, ktorá sa snaží skôr využiť robotiku a umelú inteligenciu na zlepšenie ľudí na bojisku, než ich nahradiť.
Skutočné nasadenie bude závisieť od toho, ako dobre budú systémy fungovať v testoch, ktoré budú zahŕňať všetko od plochého povrchu a sklonu testy na hodnotenie pohodlia a použiteľnosti armádnymi vojakmi a akékoľvek ďalšie vylepšenia alebo úpravy, ktoré by mohli byť potrebné ako a výsledok. Jedného dňa by však tieto systémy mohli dať neohrabanej zostave Toma Cruisa za svoje peniaze odľahčenú prácu.
