Не толкова отдавна децата с рядко неврологично заболяване са могли да ходят за първи път благодарение на нов роботизиран екзоскелет. Тези устройства - които по същество са роботизирани костюми, които дават изкуствено движение на крайниците на потребителя - стават все по-често срещан начин да се помогне на хората, които не могат да използват краката си за ходене. Но докато съвременните екзоскелети са предимно несръчни, тежки устройства, новите технологии могат да ги направят много по-лесни за използване и по-естествени. Вероятно вече сте се досетили накъде се насочва това: изкуствена кожа.
Екзоскелетите се разработват от 60-те години на миналия век. Първият екзоскелет беше обемист комплект крака и ръкавици с нокти, които само смътно наподобяваха костюм на Iron Man. Трябваше да използва силата на хидравликата, за да помогне на индустриалните работници да вдигнат стотици килограми тегло. Този проект беше неуспешен и не проработи, но последващите опции стават все по-добри и по-добри. Днес хората най-накрая могат да използват екзоскелети, за да подобрят частично собствените си възможности, да се научат да ходят с тяхна помощ или дори да взаимодействат с компютри, използвайки докосване или „тактилна“обратна връзка.
Обикновено тези устройства се състоят от верига от връзки и здрави съединения, които работят в тандем със собствените кости и стави на човек. Изкуствените крайници са здраво закрепени за крайниците на човек и продължават движенията му. Екзоскелетът може да се контролира от компютър - например, ако изпълнява физиотерапевтична рутина - или чрез наблюдение на електрическата активност в мускулите на потребителя и подпомагане на силата, която те генерират.
Тежка и болезнена
Въпреки половин век изследвания, екзоскелетите все още не се използват широко. Това е до голяма степен, защото те са били неудобни за носене за дълги периоди от време, тъй като телата на хората се различават от костюмите, които са направени като едно прокрустово легло. Някои екзоскелети прилягат по-добре на човешкото тяло, но ако роботизираните стави и реалните стави на потребителя не се въртят в синхрон, може да се получи дискомфорт или болка. Всичко това се усложнява от твърдостта на всяка част от костюма.
Друг проблем, особено при екзоскелетите на горната част на тялото, е тяхното тегло, тъй като те са изработени от трайни материали, които могат да държат големи тежести и да поддържат тялото. Съвременните костюми също не се справят много добре с промените в температурата или дъжда, което ги прави трудни за използване в реалния свят. И хората все още не могат да свикнат с външния си вид.
За да направим екзоскелетите по-практични и приятни за гледане, имаме нужда от иновации: трябва да ги направим „втора кожа“, а не гигантски роботизиран костюм. Обикновено екзоскелетите използват тежки електрически двигатели, но леките изпълнителни механизми могат да се използват и като пневматични мускули. Те могат да прилагат подобни усилия като електрическите двигатели, само че тежат няколко пъти по-малко. Тези мускули се състоят от гумен пикочен мехур, заобиколен от тъкан ръкав. Под налягане те се увеличават в диаметър и се свиват по дължина, изтласквайки ставата. И въпреки че са направени от леки материали, те могат да прилагат сила, която е достатъчна за вдигане на много стотици килограми.
Промоционално видео:
Мека роботика
И все пак дори тези леки изпълнителни механизми трябва да бъдат прикрепени към твърда механична конструкция на тялото на потребителя. Учени от Центъра за автономни системи и роботика на университета в Салфорд разработват друга алтернатива: меката роботика. Тази технология използва физически меки, усъвършенствани материали за изпълнение на същите задачи като традиционните твърди роботизирани устройства. Те са особено подходящи за взаимодействие с хора, тъй като мекото често означава светлина и има по-малък шанс за нараняване при удряне на човек.
Наскоро те разработиха ново „меко непрекъснато устройство“, което се огъва като хобот на слон. За разлика от традиционната твърда роботизирана става, срещаща съпротива в една част на тялото, тя ще се огъне във всички посоки по цялата си дължина. Носейки плътно прилепнал костюм с такива устройства, бихме могли да имаме мек екзоскелет, който се огъва точно там, където са ставите на потребителя. Следователно костюмът е напълно подходящ за различни носители, без да е необходимо механично да го регулирате или калибрирате. Освен това системата е лека и може да се носи като облекло вместо обемна механична рамка.
Екзоскелетите започват да се предлагат на пазара и вероятно ще видим много нови неща през следващите години. През 2012 г. парализираната жена Клер Ломас дори завърши Лондонския маратон, облечена в екзоскелет. Но все още има много инженерни проблеми, които ще трябва да бъдат решени, преди да видим широкото използване на такива системи. Най-малкото ни е необходим начин да захранваме тези костюми, без да се налага да ги включваме на всеки половин час.
ИЛЯ ХЕЛ