Экзоскелеты и «умная» экипировка

Современный солдат вынужден нести на себе все большее количество оружия, систем защиты, разведки местности и слежения за врагом. Вместе с этим растет количество вычислительных систем, которые информируют солдата о складывающейся боевой обстановке в режиме реального времени. К сожалению, взять с собой все необходимое оборудование и снаряжение солдат не может просто физически. Ведь помимо того, что вес обмундирования ограничивается его физическими возможностями, солдату еще необходимо вести активные боевые действия, легко и быстро перемещаться на поле боя. Для того чтобы помочь солдату на поле боя в США решили разработать уникальный экзоскелет или «умный» комбинезон, который помог бы решить вопрос с переноской тяжестей.

В настоящее время очередной «умный» комбинезон создается учеными из Гарвардского университета, предполагается, что он сможет помочь солдатам преодолевать большие расстояния, перенося при этом на себе достаточно тяжелый груз. Работой над созданием комбинезона занимается Институт бионики Виса (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering), входящий в структуру Гарварда. В настоящее время институт получил контракт от DARPA – Управления перспективных исследовательских программ Пентагона. Сумма перечисленных по контракту средств составляет 2,6 млн. долларов.

Согласно обнародованной информации, новый комбинезон производится из эластичных и мягких материалов. Для того чтобы помочь бойцам передвигаться, уменьшая нагрузку на их мышечную систему, будут использованы новые эластичные датчики, которые помогут определять биомеханику движения тела. Применение данных датчиков позволит отказаться от объемных и твердых компонентов, которые можно встретить в других системах подобного рода и экзоскелетах, которые очень часто существенно сковывают движения солдата.
Экзоскелеты и «умная» экипировка


Помимо систем, обладающих моментальной реакцией и оказывающих помощь бойцу во время движения, в составе комбинезона будут использованы системы поддержания баланса, которые будут производить низкочастотные колебания, совпадающие с перемещения центра тяжести человека в процессе его движения. В то же время разрабатываемый DARPA проект может найти широкое применение и в гражданской сфере. К примеру, данная «умная» одежда сможет существенно увеличить силу и выносливость пожилых людей, которые в силу своего возраста уже ограничивают себя в движениях и перемещениях. Также с уверенностью можно сказать, что данные технологии найдут применение и среди людей, страдающих нарушениями функций опорно-двигательного аппарата.

Экзоскелет XOS 2

Данный костюм позволяет его владельцу переносить на себе или в руках десятки килограммов различных грузов без видимых усилий. В настоящее время американская компания Raytheon работает над улучшением второй модели своего экзоскелета XOS 2. На данный момент оператор в таком костюме при погрузке и переноске тяжестей способен заменить 3-х солдат. При этом, в отличие от ряда других разработок, XOS 2 способен достаточно стремительно отрабатывать движения своего оператора, так что находящийся внутри экзоскелета человек не чувствует себя зажатым внутри весьма сильной, но при этом неторопливой и тугодумной железяки. Точность откликов экзоскелета позволяет его оператору даже играть с футбольным мячом.

Новый экзоскелет в отличие от XOS-1 обладает повышенной грузоподъемностью, а также имеет повышенное отношение поднимаемого веса к воспринимаемому человеком. Так если у XOS-1 данное соотношение равнялось 6 к 1, то у XOS-2 составляет уже 17 к 1. Несмотря на то, что сам экзоскелет весит практически 90 кг (что на 10% меньше, чем у предыдущей модели), для человека-оператора его вес не превышает веса обычного пиджака. При этом новая разработка использует меньше энергии – на 50% и более устойчива к негативному воздействию окружающей среды.
Экзоскелеты и «умная» экипировка

Во время показательной демонстрации его работы, инженер-испытатель Рекс Джеймсон несколько раз ставил и снимал со специальной подставки крупнокалиберные артиллерийские снаряды массой в 95 кг, ощущая при этом реальный вес где-то на уровне 5,5 кг. Все это позволяет выполнять тяжелую физическую работу, тратя на это минимум физических усилий. Так же Рекс Джеймсон во время демонстрации возможностей костюма без проблем пробивал кулаком пакет из 4-х трехсантиметровых досок. Повторить такой трюк не под силу даже самым тренированным мастерам восточных единоборств.

По замыслу специалистов компании Raytheon, солдаты, одетые в такие экзоскелеты, могут существенно ускорить разгрузку или погрузку боеприпасов, топлива, воды как в тылу, так и на театре боевых действий. Возможность в одиночку без помощи товарищей перенести танковый снаряд или авиационную ракету означает, что большее количество людей можно задействовать для решения других задач. Первый же экзоскелет XOS доказал всем, в том числе и создателям, что данная идея работоспособна. Учтя полученный опыт, компания Raytheon бросила все силы на оптимизацию его конструкции, начиная с системы датчиков и каркаса и заканчивая всем силовым приводом. В результате этого в своей второй разработке им удалось повысить энергетическую эффективность экзоскелета.

Конечности данного костюма приводит в действие гидравлика высокого давления, но источник питания при этом по-прежнему находится вне самого костюма. Так что пока что реальный Железный человек все еще привязан к стационарному оборудованию длинными шлангами и кабелями. Впрочем, и в таком виде данный костюм может быть достаточно полезен, а в ближайшем будущем инженеры собираются полностью «отвязать» свой экзоскелет от отдельного источника питания.
Экзоскелеты и «умная» экипировка

По словам Фрейзера Смита, вице-президента Raytheon, развертывание экзоскелетов неизбежно. Этот продукт крайне необходим, и я смотрю на них как на вполне жизнеспособное решение ряда текущих вопросов. Создатели данного костюма говорят о том, что большая физическая нагрузка на военнослужащих во время разнообразных складских и транспортных операциях является негативным моментом, который не только снижает скорость выполнения работ, но и является лишним фактором риска и источником травм. Предложенный экзоскелет может избавить от всех этих проблем. В будущем инженеры американской компании на исключают появления бронированной и упрочненной версии своего детища, которая будет предназначаться для разбивания дверей и стен в операциях по спасению заложников.

Экзоскелет HULC

В свое время компанией Lockheed Martin был создан универсальный экзоскелет, получивший название HULC (Human Universal Load Carrier). Его назначением является облегчение передвижения бойцов, которые действуют в отрыве от своих основных сил. В таких условиях современные солдаты иногда вынуждены переносить на себе более 60 кг. различных грузов, включая боеприпасы, продовольствие, электронику и большое количество аккумуляторных батарей, которые предназначены для энергоснабжения различной электронной техники. Первоначальный вариант экзоскелета HULC питался от литий-полимерных аккумуляторных батарей, которые приводили в действие не только электрогидравлическую систему костюма, но и другую электронику военного назначения.
Экзоскелеты и «умная» экипировка

Данный экзоскелет в недалеком будущем вполне можно будет встретить на поле боевых действий. Его основой являются 2-е «ноги», которые выполнены из легкого, но в то же время прочного титанового сплава. Роль «мышц» в данном экзоскелете выполняет гидравлическая система, а в качестве источника энергии используются литий-ионные аккумуляторы. Возможности данного экзоскелета действительно уникальны и способны впечатлить любого – общий поднимаемый с его помощью вес может достигать 140 кг. Единственное условие заключается в том, что необходимо правильно распределить нагрузку на аппарат. К примеру, на заднюю раму «Халка» можно навесить груз массой до 100 кг., а дополнительную нагрузку можно разместить на плечах костюма.

Одним из важнейших параметров экзоскелета является продолжительность его автономной работы. И здесь компании Lockheed Martin удалось выйти на достаточно высокий уровень. Заряда аккумуляторов достаточно, для того чтобы в течение 5 часов двигаться со скоростью 4 км/ч. Таким образом, экзоскелет позволяет совершить марш-бросок в полной выкладке на расстояние до 20 км. При этом сегодня данный аппарат находится в стадии совершенствования. Основное направление работ связано с улучшением работы костюма в экстремальных условиях.

По словам представителей компании Lockheed Martin, разработкой нового источника питания для роботизированного экзоскелета HULC займется компания Protonex Technology Corporation. Перед этой фирмой стоит задача по обеспечению автономной работы устройства, предназначенного для нужд военных, на протяжении 72 часов. Для того чтобы реализовать столь большую продолжительность работы, было решено обратиться к технологии топливных ячеек. Предполагается, что вся система питания будет находиться на самом экзоскелете и сможет обслуживать и другие электронные устройства бойца. Разработке данных источников питания уделяется большое внимание, так как существующее решение с литий-ионными аккумуляторами является явно недостаточным для проведения длительных боевых операций вне города и доступных электросетей.
Экзоскелеты и «умная» экипировка

Стоит отметить, что у компании Protonex имеется большой опыт в создании компактных и лёгких систем топливных ячеек, которые используются в качестве мобильных батарей мощностью в 100-1000 Вт. Продукты компании востребованы на коммерческом и потребительском рынке, а также в военном секторе. Именно такое решение в виде топливных ячеек необходимо для автономного антропоморфического механизма с электрогидравлическим приводом, которым и является «Халк». Микрокомпьютер экзоскелета регистрирует движения своего оператора и затем соответствующим образом управляет различными частями устройства, гибкость которого позволяет ползти, приседать и переносить грузы с минимальной затратой человеческих сил.

Источники информации:
-http://www.dailytechinfo.org/military/3862-novyy-umnyy-kombinezon-uvelichit-vynoslivost-soldat-v-polevyh-usloviyah.html
-http://strtbr.forumgrad.com/t101-topic
-http://www.popmech.ru/blogs/post/1710-robotizirovannyiy-ekzoskelet-hulc-us/
-http://www.tzoom.com.ua/hulc-ekzoskelet-dlya-soldat-s-pitaniem-ot-toplivnyx-elementov/
Автор: Юферев Сергей


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Загрузка...
Комментарии 30
  1. Slevinst 28 сентября 2012 09:05
    когда вышла игра сталкер я думал экзоскелет это какая то фантастика , но позже узнал что подобные разработки существуют. очень интересная тема, хотелось бы почитать про российские разработки в этой области наши наверное сильно отстают или пока не афишируют
    1. Александр Петрович 28 сентября 2012 23:52
      ага пока этот парень со своим экзоскелетом шевелится будет ему уже пулю в лоб всадят.
      1. crazyrom 1 октября 2012 23:03
        Ну вам же объяснили, это для разгрузки/погрузки ящиков и боеприпасов. Ну или в крайнем случае для маршей где народу мало, а груза много, машина не проедет (по горам). А перед боем снимают.
  2. стер 28 сентября 2012 09:10
    Эра робокопов и терминаторов не за горами. Фантасты были правы. Но насколько эффективной окажется та система покажет только война.
    1. cth;fyn 28 сентября 2012 12:37
      Фантасты всегда идут впереди ученых, или просто ученые страдают скудной фантазией wink
      1. стер 28 сентября 2012 16:53
        В точку. Подтверждаю, фантасты всегда впереди.
    2. crazyrom 1 октября 2012 23:05
      Цитата: стер
      Эра робокопов и терминаторов не за горами.

      В том то и дело, уже так сказать роботов сделали (ну эти скелеты), а зачем в робота засовывать человека? Человек должен сидеть в кресле и управлять этими роботами, короче скоро вообще будем играть в стратегию реального времени, Starcraft! Толеько настоящими роботами!
  3. Стрежевчанин 28 сентября 2012 09:19
    Я думаю при воздействии электромагнитного импульса( ведь он больше электро, чем механический) превращяется в супер навороченный балласт и твой противник, весело и задорно добивает тебя прикладом laughing !!!
    Должно быть чтото еще, к примеру биомеханическое yes
    1. Farn 28 сентября 2012 10:00
      Защиту от ЭМИ тоже ,я думаю , рано или поздно разработают. Да и откуда у талибов всяких генераторы
      Farn
      1. Tirpitz 28 сентября 2012 10:08
        Ее уже придумали. Например при подрыве в небе заряда имитирующего ЭМИ, комплексы С-300 все равно могуть сбивать цели и не выходят из строя. На Западе этот этап уже давно прошли.
        Tirpitz
    2. Hon 28 сентября 2012 12:39
      Электронику от ЭМИ защитить не сложно, а в случае выхода из строя экзоскилет просто сбрасывается и солдат действует как обычный пехотинец. Любая техника выходит из строя но это не повод от нее отказываться.
      Hon
  4. vylvyn 28 сентября 2012 09:25
    Халк очень неплох. Уже прошёл испытания Афганом. Компактный, функциональный, грузоподъёмный. Сказка, а не снаряжение. А у нас всё по-прежнему - звенящая тишина.
    vylvyn
    1. Tirpitz 28 сентября 2012 10:11
      Они ушли вперед лет на 20-25. Уже в Афгане испытывают, а мы мебель британскую покупаем.
      Tirpitz
  5. Лич 28 сентября 2012 09:26
    Американцы точно хотят создать терминаторов из солдат lol

    Хотя я согласен что экзоскелеты полезное и нужное оборудование только из тех моделей что сейчас представлены не одной нет нормальной. Вот например Экзоскелет XOS на мой взгляд для марш бросков и военных действий в поле не годиться да и батарее устанешь таскать для него, но он хорош в плане обеспечения как и было сказана для погрузки разгрузки тяжелого оборудования.
    Экзоскелет HULC довольно интересная модель но опять же требует много энергии хотя более компактная это плюс (Заряда аккумуляторов достаточно, для того чтобы в течение 5 часов двигаться со скоростью 4 км/ч. Таким образом, экзоскелет позволяет совершить марш-бросок в полной выкладке на расстояние до 20 км.) по поводу марш-броска двигаться с такой скоростью может для америкосов это и нормально, то у нас нет. В общем надеюсь скоро создадут экзоскелет способный быстро перемещаться и выдерживать большие нагрузки быть не прихотливым и при этом быть само достаточным в плане энергии на его использования и тогда это будет просто не заменимая вещь в ВС!!!
    Лич
    1. cth;fyn 28 сентября 2012 12:40
      Все впереди вспомни первые самолеты, лиха беда - начало.
    2. Mr. Truth 29 сентября 2012 12:18
      Для марш броска самое хорошее что у амеров есть, это М113А3, если бы у пентагона хватило бы мозгов доработать эту машину до уровня MTVL, то никто бы такую ересь не изобретал, это все от пресловутой американской No-Go и любви к перетяжеленным страйкерам, мрапам и добронированиыми хамви.
      Mr. Truth
    3. blat 8 октября 2012 21:42
      ну да посмотрел-бы я на бойца с выкладкой в 100 кг ,а это именно тот груз который крепиться на спине халка.если без екзоскелета насколько продолжительным будет его марш бросок)))))))))))))))20 км это мало с такой выкладкой?))))))))))))))))
      blat
  6. AK-74-1 28 сентября 2012 09:43
    За экзоскелетами будущее. Скорее всего будущее за механическими устройствами. Электронную аппаратуру на поле боя и в прифронтовой полосе будут глушить в первую очередь и свои и чужие. Интегрированная система "бронежилет-экзоскелет" на основе механических свойств материалов наиболее реальный комплекс.
  7. gorko83 28 сентября 2012 10:12
    Только прогресс и только вперёд для настоящих ученых нет ничего не возможного.
    gorko83
  8. Lexagun 28 сентября 2012 10:51
    Батареи помимо высокой стоимости и значительного веса обладают и другими недостатками, взрывоопасностью и склонностью к возгоранию не меньшей чем у топливных вариантов. Малой сскоростью отдачи и приема заряда даже у лучших образцов, то есть мало иметь емкую батарею надо что бы она еще и могла иметь возможность отдать энергии столько сколько нужно для совершения значительной работы. А вот гибридные варианты, основанные на компактных двигателях работающих на генератор и использование в качестве промежуточного накопителя не аккумуляторы а пакеты конденсаторов (способные к мгновенному разряду и заряду со значительным количеством циклов таковых) это гораздо перспективнее. протектирование емкостей с топливом проще чем батарей, Двигатель может быть многотопливным, и с достаточно высокой удельной мощностью, а отказ от гидравлики в пользу электро актуаторов сделает систему менее уязвимой, наличие электричества "под рукой" позволит оснащать такого бойца множеством приборов по контролю окружающего пространства, свзяи управления и даже энергетическим оружием или хотя бы электроприводами к пороховому. Вероятную огневую мощь можете посчитать сами и это при сохранении малой заметности (особенно только на электротяге) малой заметности и высокой автономности. Лучшие конденсаторы если мне не изменяет память делают у нас?
  9. Суворов000 28 сентября 2012 12:01
    Энергетика все зависит от нее, пока не создадут хорошего источника питания все это так и будет в единичных вариантах, как только создадут вот тут только и держись тогда действительно пойдут и терминаторы и гандамы и полеты за пределы нашей вселенной, а пока сидим и заряжаем аккумуляторы)))
    Суворов000
  10. аксакал 28 сентября 2012 14:13
    Цитата: Суворов000
    Энергетика все зависит от нее, пока не создадут хорошего источника питания все это так и будет в единичных вариантах, как только создадут вот тут только и держись тогда действительно пойдут и терминаторы и гандамы и полеты за пределы нашей вселенной, а пока сидим и заряжаем аккумуляторы)))

    - согласен, ничего пока не придумано. Хотя есть сверхкомпактные энергетические вещички от япов с применением урана - как вы догадываетесь, естественно, ядерные, но их применить навряд ли удастся. Близость урана к телу вряд ли понравится солдатам, при повреждении энергоблока такого экзоскелета на поле боя получается очаг радиактивного загрязнения.... В общем, ядерную фичу не рассматриваем, хотя уран просто непревзойденный материал в части энергоемкости - в одном его грамме энергии хватит, что бы солдат даже в экипировке XOS может бегать наверняка больше года.
    А других вещей не придумано. У топливных элементов тоже куча недостатков. Короче, по моему, нескоро что-нить придумают в этой области. Поэтому насчет
    Цитата: vylvyn
    Сказка, а не снаряжение. А у нас всё по-прежнему - звенящая тишина.

    - сильно не паникуем, но какие-то исследовательские работы все-таки нужно начинать проводить.
  11. Darck 28 сентября 2012 16:15
    Видео по теме.


    Darck
  12. Kir 28 сентября 2012 21:08
    Предлагаю Амерам на следующем этапе придумать устройство облегчающее или даже заменяющее собой мозг среднего амера!, а то как то убого смотрится мышцы полны сил, а мозг дауна, хотя вообще правильно чаще всего бывает чем тупее тем сильнее своеобразный закон компенсации!!!, мда.А если без шуток нечто подобное вроде для Космоса проектировали и у нас при СССР, интересно чем всё закончилось или продолжается?
    Kir
  13. пухлый 29 сентября 2012 08:11
    Для артрасчета, по моему, это идеальное снаряжение. Да, я тут вот о чем подумал: следующая война будет целиком за "очкариками". Один ботаник, вооруженный электроникой и мозгами будет стоить роты быкоподобных головорезов. И такое снаряжение скоро станет обыденностью.
    Кстати, наши разработчики шифруются или опять надежда на штирлицов и радисток кэт?
    пухлый
    1. Mr. Truth 29 сентября 2012 12:14
      В следующей войне, расчету буксируемого орудия нечего делать.
      А вот самоходки вроде немецкой "панзергаубице" с вторым звеном с БПР самое то.
      Mr. Truth
  14. Darck 29 сентября 2012 11:51
    Кстати, наши разработчики шифруются или опять надежда на штирлицов и радисток кэт?

    Да не там,все равно нормально,РФ пошло на опережние и создает экзоскилет,который будет управлять человеком)
    Darck
  15. Mr. Truth 29 сентября 2012 12:12
    Чего только в пентагоне не делают, лишь бы монополию своих "автомобилистов" не ломать.
    Mr. Truth
  16. mrAnderson 1 октября 2012 13:24
    Сейчас активно их используют в США в медицине, для восстановления инвалидов. А так-даешь экзомашинки для артиллеристов и складских работников, но не передовой.
    mrAnderson
  17. pinachet 13 октября 2012 17:05
    интересно ,а после применения ядерного оружия или других боеприпасов которые выводят из строя электронику ,как все эти приблуды будут воевать .?мне кажется современный солдат НАТО даже в туалет без GPS не сходит ,не говоря уже ,а том что бы командир орудия карандашиком расчеты для стрельбы сделал..)))
  18. T1GER_1 18 октября 2012 19:47
    России надо будет что-то попроще изобрести,как Калашников.Мне самому не очень нравятся идеи аккумуляторов и каких-то других ограничителей.Можно было бы вести работу больше в сторону гидравлики и других нароботок с отсутствием датчиков и компьютеров.Как,к примеру,та пружинная фигня,что надевается на ноги и позволяет человеку очень быстро перемещаться.Просто хорошо подумать,как можно увеличить силу солдата без помощи компьютеров,если,конечно,такое возможно...
    T1GER_1
  19. georg737577 19 октября 2012 11:19
    Группа американских солдат ,экипированных самыми передовыми технологиями , шагает по Иракской улочке. На них - экзоскелеты, супершлемы с видеокамерами и системами компьютерного прицеливания, в руках - футуристического вида винтовки и т.д. Подходит мальчик, спрашивает; - Дядя, а почему вы так одеты? Командир отряда останавлиается, поднимает забрало шлема, отстегивает противогаз, вытирает пот с лица, и отвечает.; - Понимаешь, пацан, во первых - это красиво....
    georg737577
  20. KRAVEN333 10 ноября 2012 21:27
    На войне очень полезны будут.
    KRAVEN333
  21. ermak05 23 января 2013 22:58
    Очень даже неплохо.
    ermak05

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня