Ne tik sen bērni ar retu neiroloģisku slimību pirmo reizi varēja staigāt, pateicoties jaunam robotu eksoskeletam. Šīs ierīces - kas būtībā ir robotu tērpi, kas mākslīgi kustina lietotāja ekstremitātes - kļūst arvien izplatītāks veids, kā palīdzēt cilvēkiem, kuri nevar izmantot kājas, staigāt. Bet, lai gan mūsdienu eksoskeleti galvenokārt ir neveiklas, smagas ierīces, jaunās tehnoloģijas varētu padarīt tos daudz vieglāk lietojamus un dabiskākus. Jūs droši vien jau uzminējāt, kurp tas virzās: viltus āda.
Eksoskeleti ir izstrādāti kopš pagājušā gadsimta sešdesmitajiem gadiem. Pirmais eksoskelets bija apjomīgs kāju un naglu cimdu komplekts, kas tikai neskaidri atgādināja Iron Man uzvalku. Viņam bija jāizmanto hidraulikas spēks, lai palīdzētu rūpniecības darbiniekiem pacelt simtiem kilogramu svara. Šis projekts bija neveiksmīgs un nedarbojās, bet sekojošās iespējas kļuva arvien labākas. Mūsdienās cilvēki beidzot var izmantot eksoskeletus, lai daļēji uzlabotu savas spējas, no jauna iemācītos staigāt ar viņu palīdzību vai pat mijiedarbotos ar datoriem, izmantojot pieskārienu vai "taustes" atgriezenisko saiti.
Parasti šīs ierīces sastāv no saišu un stiprības savienojumu ķēdes, kas darbojas kopā ar paša cilvēka kauliem un locītavām. Mākslīgās ekstremitātes ir droši piestiprinātas pie cilvēka ekstremitātēm un turpina viņa kustības. Eksoskeletu var kontrolēt ar datoru, piemēram, ja tas veic fizioterapijas rutīnu, vai arī uzraugot elektrisko aktivitāti lietotāja muskuļos un atbalstot to radīto spēku.
Smags un sāpīgs
Neskatoties uz pusgadsimtu ilgiem pētījumiem, eksoskeleti joprojām netiek plaši izmantoti. Lielākoties tas ir tāpēc, ka tos bija neērti ilgstoši valkāt, jo cilvēku ķermeņi atšķiras no kostīmiem, kas tiek veidoti kā viena Prokrusto gulta. Daži eksoskeleti labāk atbilst cilvēka ķermenim, taču, ja robotu locītavas un lietotāja reālās locītavas negriežas sinhronizēti, var rasties diskomforts vai sāpes. To visu papildina katras uzvalka daļas stingrība.
Vēl viena problēma, īpaši ar ķermeņa augšdaļas eksoskeletoniem, ir to svars, jo tie ir izgatavoti no izturīgiem materiāliem, kas spēj turēt lielu svaru un atbalstīt ķermeni. Mūsdienu uzvalki arī ļoti labi netiek galā ar temperatūras vai lietus izmaiņām, tāpēc tos ir grūti izmantot reālajā pasaulē. Un cilvēki joprojām nevar pierast pie sava izskata.
Lai padarītu eksoskeletus praktiskākus un patīkamākus, mums ir nepieciešami jauninājumi: mums tie jāpadara par "otro ādu", nevis par milzu robotu uzvalku. Parasti eksoskeleti izmanto smagus elektromotorus, bet vieglus izpildmehānismus var izmantot arī kā pneimatiskos muskuļus. Viņi var pielikt līdzīgus centienus kā elektromotori, tikai to svars būs vairākas reizes mazāks. Šie muskuļi sastāv no gumijas pūšļa, ko ieskauj austa piedurkne. Zem spiediena tie palielinās diametrā un saraujas garumā, nospiežot savienojumu. Un, lai arī tie ir izgatavoti no viegliem materiāliem, tie var pielietot spēku, kas ir pietiekami, lai paceltu daudzus simtus kilogramu.
Reklāmas video:
Mīksta robotika
Tomēr pat šiem vieglajiem izpildmehānismiem jābūt piestiprinātiem pie stingras mehāniskas konstrukcijas uz lietotāja ķermeņa. Salfordas Universitātes Autonomo sistēmu un robotikas centra zinātnieki izstrādā vēl vienu alternatīvu: mīksto robotiku. Šajā tehnoloģijā tiek izmantoti fiziski mīksti, uzlaboti materiāli, lai veiktu tos pašus uzdevumus kā tradicionālās stingrās robotu ierīces. Tie ir īpaši labi piemēroti mijiedarbībai ar cilvēkiem, jo mīksts bieži nozīmē gaismu un, sitot cilvēku, ir mazāk iespēju gūt ievainojumus.
Viņi nesen izstrādāja jaunu "mīksto nepārtraukto piedziņu", kas liecas kā ziloņa bagāžnieks. Atšķirībā no tradicionālās stingrās robotizētās locītavas, sastopoties ar pretestību vienā ķermeņa daļā, tā visā garumā izlocīsies visos virzienos. Valkājot cieši pieguļošu uzvalku ar šādām piedziņām, mums varētu būt mīksts eksoskelets, kas izliekas tieši tur, kur atrodas lietotāja locītavas. Līdz ar to tērps ir lieliski piemērots dažādiem valkātājiem bez nepieciešamības to mehāniski noregulēt vai kalibrēt. Turklāt sistēma ir viegla un to var nēsāt kā apģērbu, nevis lielgabarīta mehānisko rāmi.
Eksoskeletus sāk tirgot komerciāli, un, iespējams, nākamajos gados mēs redzēsim daudz jauna. Paralizētā sieviete Klēra Lomasa 2012. gadā pat veica Londonas maratonu, valkājot eksoskeletu. Bet joprojām ir daudz inženiertehnisko problēmu, kas būs jārisina, pirms mēs redzam šādu sistēmu plašu izmantošanu. Mums vismaz ir nepieciešams veids, kā darbināt šos tērpus, nepievienojot tos ik pēc pusstundas.
ILYA KHEL