Робототехника: универсальный экзоскелет от Ekso Bionics

Универсальный экзоскелет для переноски грузов или УЭПГ – беспривязный антропоморфный экзоскелет с гидравлическим приводом, разработанный командой из компании «Ekso Bionics» во главе с профессором Хамаюном Кэйзеруни. Предполагается, что он нужен для помощи солдатам в переноске грузов весом свыше 200 фунтов на скорости свыше 10 миль/ч в течение долгого периода времени.

После разработки в Лаборатории робототехники и инженерной психологии при университете Беркли, продолжавшейся с 2000 года, система была публично продемонстрирована на Зимнем симпозиуме Ассоциации Армии США 26 февраля 2009 года, когда было заключено эксклюзивное лицензионное соглашение с компанией «Lockheed Martin».

Хотя экзоскелет был снабжен двигателем, и его можно использовать, разработка оказалась провальной, так как нельзя было выполнять некоторые движения, а его использование, фактически, увеличивает нагрузку на мышцы, что идет в разрез с предполагаемой целью экзоскелета.

Разработка

В январе 2009 года компания «Lockheed Martin» заключила эксклюзивное лицензионное соглашение с «Ekso Bionics» (бывшее «Berkeley Bionics»). Разработка программы происходила в подразделении компании «Lockheed Martin» в городе Орландо (штат Флорида) под руководством Джима Ни.

На данный момент «Lockheed Martin» разрабатывает более надежную систему УЭПГ, которую оценит Научно-исследовательский центр при Армии США в Нейтике. Усовершенствованная система будет включать оптимизированное управляющее программное обеспечение, увеличенный срок работы батарей и улучшения человеческих показателей для более быстрого и легкого установления габаритов. Также компания исследует проекты экзоскелетов для их использования в промышленности и медицине.

УЭПГ представляет собой универсальную грузовую систему для нижних конечностей. Ее можно адаптировать для таких отдельных задач типа логистики за счет дополнительных механизмов. Не так давно «Lockheed Martin» выпустила плату для вспомогательного подъемного устройства, которое будет частью системы УЭПГ и обеспечит пользователя возможностью поднимать тяжести.

В мае 2012 года «Lockheed Martin» анонсировали более легкую и энергосберегающую версию УЭПГ, мощности которого хватит для восьми часов марша или нескольких дней неподвижного состояния, а в сентябре он пройдет полевые испытания для армии. В случае успеха экзоскелет будет развернут в боевые порядки до конца года. Хотя УЭПГ был проверен армией США, он так и не был выведен в поле.

Финансирование

В июле 2010 Научно-исследовательский центр при Армии США в Нейтике предоставил «Lockheed Martin» контракт на 1,1 миллиона долларов с целью проверки и оценки усовершенствованных элементов УЭПГ. Тестирование в лабораторных условиях назначено на начало 2011 года вслед за полевыми испытаниями.

Технология и особенности

УЭПГ представляет собой экзоскелет с аккумуляторным питанием для нижних конечностей. Он способен нести груз свыше 200 фунтов, распределяя его вес между передней и задней стороной. Грузы прикрепляются к системе и переносятся посредством прикрепленного к человеку экзоскелета. Сила инерции человека, управляющего аппаратом, серьезно снижает риск повреждение костно-мышечной системы.

УЭПГ обеспечивает усиление в области бедра и коленного сустава. Инновационная гидравлическая структура серьезно повышает эффективность работы системы от батареи. Такие аналоги, как «XOS 2» от компании «Ratheon/Sarcos», связаны с генератором мощности. «Lockheed Martin» анонсировала, что топливные элементы в качестве источника питания могут дать способность выполнять миссию в течение 4 дней.

Также УЭПГ легко надевать. Это достигается за счет хранения в виде небольшого пакета, поэтому солдату можно легко натянуть УЭПГ на ногу и шагать, имея экзоскелет под сапогами. Затем лямки оборачиваются вокруг бедер, талии и плеч. Датчики на подкладках для ног пересылают информацию в бортовой микрокомпьютер, который двигает гидравлическую систему, чтобы она усилила движения управляющего. Гибкость системы позволяет солдату бежать, идти пешком, становиться на колени, ползти и даже двигаться на корточках.

Вместо джойстика или механизма управления здесь работают датчики движения, использующие бортовой микрокомпьютер для того, чтобы совершать движения одновременно с телом. Титановый каркас системы и гидравлический привод расширяют способности и силу солдата, в то время как ее модульность позволяет легко переключать и менять ее компоненты.

Совсем недавно УЭПГ с усовершенствованной системой, включающей батарею с увеличенным сроком службы батареи и оптимизированным программным обеспечением для управления, получила оценку Научно-исследовательского центра при армии США.

Применение

Изначально «Lockheed Martin» разрабатывало УЭПГ для помощи солдатам во время боя. Он мог использоваться для помощи в поднятии тяжелых грузов с минимальными усилиями, в то время как сегодня солдат идет в атаку с более чем 130 фунтами боевого снаряжения.

Также его могли применять в качестве основа для брони или решетки датчиков, которая бы позволила повысить ситуативную информированность во время боя.

Ардуино+
Больше интересного ↓