Этот умный костюм мог носить первый ответчик будущего

Металлический костюм Железного Человека может быть способным летать и поставляться с неисчислимыми футуристическими устройствами, но этого также никогда не произойдет. По словам CDC, железный экзокостюм в 225 фунтов не является практичным, если учесть, что американский мужчина или женщина весит от 196 до 168 фунтов. Летающий костюм для запуска гранат не очень полезен, если вы не можете поднять голову.

Вот почему две команды исследователей слышали на работе, разрабатывая настраиваемый костюм, который весит часть вымышленного снаряжения Тони Старка. Костюм сочетает в себе тканевые компоненты и двигатели с питанием от батареи, образуя систему, которая весит чуть менее 20 фунтов (9 кг). По сравнению с костюмом Ironman его возможности - немного меньше комиксов - больше о преодолении пределов человеческой выносливости, а не окуплении торговцев оружием в пустыне управляемыми ракетами - но все еще имеет потенциал быть новаторским (это также реально).

Дэвид Перри, штатный инженер Гарвардского университета и соавтор исследования, разработавшего этот роботизированный костюм, рассказывает обратный он может помочь солдатам, идущим по пересеченной местности, помочь пожарным, несущим тяжелые грузы, или даже помочь пожилым людям, у которых возникают проблемы при ходьбе из-за таких расстройств, как болезнь Паркинсона, но при этом они минимально навязчивы.

«Когда вы идете с системой, она начинает отходить на второй план. Вы почти забыли, что носите робота », - говорит он об экзокостюме, который был представлен на Международной конференции IEEE 2018 года по робототехнике и автоматизации (ICRA) в мае. «Вам напомнят, как только он выключится, и без посторонней помощи вы вдруг почувствуете, что идете по песку».

Делать экзоскуты реальностью

Костюм привязывает текстильный материал к талии, бедрам и икрам пользователя. Эти компоненты прикреплены к аккумулятору внутри рюкзака, который питает приводы, которые обеспечивают поддержку двигателя вышеупомянутым частям тела. Перри и его команда провели полевые испытания в сотрудничестве с армейскими исследовательскими лабораториями, в которых солдаты надевали экзокостюм и проходили 12-мильный курс по пересеченной местности, доказывая, что их система не ограничивается только лабораторными установками.

Затем это было дополнено вторым исследованием, опубликованным в Журнал нейроинженерии и реабилитации (JNER), которая оптимизировала, сколько энергии обеспечивает экзокостюм в определенное время. Это обновление измеряет, какое усилие прикладывает владелец и как он двигается, чтобы предоставить индивидуальную помощь каждому человеку, носящему костюм. Идея состоит в том, чтобы дать вам всплески энергии, когда они вам нужны больше всего.

«Метод персонализации, предложенный в этой статье, был предназначен для максимизации объема помощи, оказываемой каждому владельцу, в отношении индивидуального режима ходьбы, более конкретно, для максимального увеличения механической силы, доставляемой в голеностопные суставы пользователя во время отталкивания», - объясняет Санджун Ли, первый автор как ICRA, так и JNER исследования и Гарвард Ph.D. Кандидат.

Исследование показало, что этот метод снизил метаболические затраты - или количество сожженных калорий - на ходьбу примерно на 15 процентов по сравнению с ходьбой без скафандра.По данным Американского совета учений, 120-килограммовый человек сжигает около 11,4 калорий в минуту, поэтому, если он пробежал 10 минут, он сожжет 114 калорий. Если бы они сделали то же самое с экзокостюмом, который был бы сокращен до 97 калорий. Это не кажется большой разницей, но дизайн - то, где работа Перри и Ли сияет.

Кто использует экзокостюмы

В настоящее время наиболее широко используемые экзокостюмы были внедрены на заводах, чтобы помочь работникам в длительных и трудоемких сменах, например, EksoVest, используемый на заводах Ford. Они жесткие и в основном используются для выполнения служебных задач, чтобы помочь работникам держать руки поднятыми, не напрягая плечи или спину. Но это, очевидно, довольно серьезное ограничение в отношении того, что вы можете делать, когда носите его. ИКРА и JNER исследования, напротив, обеспечивают костюм, который достаточно шустрый для тех, кто первым реагирует, чтобы легко надеть их вместе со своей обычной униформой.

В настоящее время ReWalk - робототехническая компания, специализирующаяся на реабилитации - принимает медицинскую версию экзокостюма в ходе клинических испытаний. В будущем Перри надеется сотрудничать с военными компаниями, чтобы предоставить им эту технологию на местах.

«Это определенно захватывающее и правдоподобное будущее. Система, выделенная в нашем документе, разработана для облегчения ходьбы, поэтому представьте, что спасатели и пожарные получают помощь, когда они несут тяжелые грузы по лестнице и выходят к людям, которые нуждаются в помощи », - говорит он. «Нам еще многое предстоит узнать и улучшить, но ReWalk сейчас делает первые шаги по коммерциализации нашей медицинской системы, и дополнительные приложения не слишком отстают».

Если подобные экзосюиты даже способны сократить потребление калорий на четверть, мы можем увидеть будущее, в котором профессионалы, выполняющие интенсивные, физически сложные работы, должны их носить. Пожарные могли быть следующими Железными Людьми.