среда, 23 февраля 2011 г.

Как стать киборгом, ч. 2: Superpower

Нет, ну в самом деле, кибер-очки это, конечно, стильно-модно-молодёжно, но сами подумайте, разве есть смысл становиться киборгом только ради возможности торчать в сети лишние четыре часа в сутки? У T-800 была возможность дистанционно сообщаться с себе подобными и даже некое подобие интегрированного HUD, но не это делало его наиболее эффективным механизмом для убийства ever. То же самое касается и робокопа Мёрфи.  Только машинные приводы могут содержать такое количество дистиллированной крутизны. Раз уж мы живём в будущем, что же мы сможем сделать, когда придётся защищать честь страны на международных соревнованиях по метанию грузовиков на дальность?
Нам поможет экзоскелет, подвижный внешний каркас, крепящийся на тело человека и значительно увеличивающий силу его, тела, взаимодействий с окружающей действительностью. Проведём краткий экскурс в историю, плавно перетекающий в обзор рынка.
Hardiman





Впервые мысль о подобных устройствах посетила голову сумрачного американского гения в 1960-х, когда небезызвестная General Electric по заказу американских военных разработала свой Hardiman. Получившееся даже работало, однако весило полторы тонны, сверх своей массы поднять могло немного, питаться предпочитало по кабелю (неизбывная болячка всех экзоскелетов вплоть до наших дней), да и управлялось плохо, так что приложенная фотография является постановочной в прямом смысле: оператор не мог управлять машиной, так та, лишь получив сигнал на движения впадала в состояние, близкое к большому эпилептическому припадку [1]. Всех вышеуказанных причин хватило на то, чтобы закрыть проект, но попытка была, безусловно, впечатляющая. Вплоть до 70-х годов прошлого столетия люди пытались запустить хотя бы его руку, но это оказалось бесперспективно в силу маленькой полезной мощности. Hardiman показал на себе большую часть всех технологических проблем, с которыми по сей день встречаются конструкторы экзоскелетов. Пацифисты могут спокойно выдохнуть: боевой экзоскелет невозможен до тех пор, пока не изобретут действительно высокоёмкие аккумуляторы. Либо солдатам придётся таскать на себе огромные рюкзаки с энергетическими ячейками, или даже ДВС (см. ниже), что увеличивает силуэт, смещает центр тяжести и снижает физическую нагрузку, либо подключаться к проводу, что просто смешно. Есть, конечно, опция уменьшить мощность серводвигателей, что позволит использовать небольшие по объёму батареи, но будет ли стоить овчинка выделки? А ведь это лишь одна из проблем, хоть и самая основная, так как все остальные (удельная прочность конструкции, удельная мощность двигателей, подвижность, управляемость и т.п.) поддаются медленному, но неуклонному усовершенствованию до идеала, тогда как проблем удельной ёмкости аккумулятора требует кардинального решения, принципиально новых идей и устройств.

В дальнейшем никаких радикальных рывков в деле создания экзоскелетов не произошло: вот уже пятьдесят лет лучшие конструкторы всех стран пытаются создать практически применимый  экзоскелет, но получается это мало у кого. Возьмём, к примеру, BLEEX (Berkeley Lower Extremity Exoskeleton)*, разработанный также как военный заказ. В принципе, он может быть использован как своеобразное транспортное средство повышенной проходимости, однако непосредственное боевое применение остаётся под вопросом. Bleex, что понятно уже по названию, не имеет манипуляторов, так же, как и его родной братец HULC (Human Universal Load Carrier)**, который, по большему счёту отличается только отсутствием ДВС, вместо которого стоят аккумуляторы. Их ёмкости хватает на пятикилометровое путешествие с выкладкой 90 кг. Это займёт около часа. Не будем смеяться и тыкать пальцем, первые автомобили тоже рекорды не били, даже если сравнивать с инвалидной коляской.

Конечно здорово, что человек с такой штукой может нести на себе под центнер всяких грузов, но как их, скажите на милость, загружать? Можно, конечно, использовать такую надстройку на HULC, как Lift Assist Device, но идея таскать на себе подъёмный кран не вызывает лично у меня энтузиазма. В этом со мной солидарна компания Panasonic, а точнее, её подразделение Activelinc. Co, создавшее Power Loader, экзоскелет для погрузочно-разгрузочных работ. К сожалению, мне не удалось найти точных цифр, характеризующих его мощность и объём потребляемой энергии. Пока данный прототип позволяет поднять без каких-либо усилий груз до 100 кг, но создатели намереваются увеличить это число. Питается он, как я понял, от стационарного источника, но строительный экзоскелет вполне может себе это позволить. Вы просто посмотрите на этого убийцу Чужих! 




С другой стороны, он несколько не универсален. В этом плане повнушительнее будет XOS 2, созданный компаниями Sarcos и Raytheon,  для нужд как армейских, так и гражданских. XOS даёт усиление около семидесяти килограмм на конечность, и сочетает в себе мощность Power Loader с подвижностью HULC. Единственным его недостатком является чудовищное энергопотребление, из-за которого он работает только от сети. В третьей версии уже обещают автономность, ждём-с.


Отдельная линейка экзоскелетов предназначена для инвалидов, страдающих параличами или миастенией[1]. Самым совершенным изо всех них является HAL5 (Hybrid Assist Limb), разработанный японской конторой Cyberdyne, Inc. HAL рассчитан на людей, которые будут использовать его в повседневной жизни, потому он не нуждается в управлении, в отличие от большинства экзоскелетов. Ноу-хау Cyberdyne заключается в использовании датчиков, отслеживающих сигнал, идущий от ЦНС к мышцам, что позволяет костюму максимально точно исполнять желаемые действия. В случае потери сигнала может быть использована встроенная резервная система управления. HAL5 уже некоторое время арендуется в Японии (по неизвестным причнам компания отказывается от продаж устройства), цена, к сожалению, неизвестна. HAL 5 весит 23 килограмма (15, если не использовать торсовую часть), придаёт владельцу силу атлета и работает на встроенных аккумуляторах 2 часа 40 минут. Вот истинное торжество интеллекта и научно-технического потенциала человечества. Есть, конечно, и другие устройства с подобными целями, но они, используют значительно менее совершенное ручное управление, да и, честно говоря, ничем особым не выделяются. Такие делает Honda, Argo Medical Technologies Ltd.  и некоторые другие компании.


Таким образом, можно сделать вывод о том, что экзоскелеты войдут в нашу жизнь столь же плотно, как тракторы и мотороллеры и произойдёт это в ближайшие десять лет. По крайней мере, я на это надеюсь.


---
*ЭНКУБ (Экзоскелет Нижней конечности Университета Беркли)
** УИТС (Универсальное Индивидуальное Транспортное Средство)

2 комментария: