airsofter.world

<p style="text-align: justify;"><strong><em>Думаю, каждый из вас мечтал надеть на себя экзоскелет. И это вполне естественно. Еще наши древние предки столкнулись с тем, что нужно было быть сильнее чем ты есть. Для выживания нужно было поднимать больше, бежать быстрее и прыгать выше. Человек всю свою историю пытался стать сильнее чем он есть, грезил об этом и изобретал. Экзоскелет - это своего рода утопия к которой движется человечество. Его создание возможно только при значительном развитии науки и применении передовых технологий. Сегодня мы проследим историю появления экзоскелета, начиная с создания прообразов, фантазий в комиксах и до современных рабочих образцов. Погнали!</em></strong></p><p style="text-align: justify;">Первым задокументированным упоминанием технологии, напоминающей экзоскелет, считается ряд патентов изобретателя Николая Фердинандовича Ягна, датированных 1890годами. Он жил в Америке, где, собственно, и патентовал свои чудеса, показывал их на выставках, а по возвращении на родную землю снова изобретал. Его экзоскелет должен был облегчить ходьбу, бег и прыжки в первую очередь, солдат. </p><p><img src="/UploadFiles/791d853681bcdf615e9e191c6aebca4a.jpg"></p><p style="text-align: justify;">Фантазии ученого без рабочего прототипа быстро забыли. С новой силой об экзоскелетах заговорили лишь спустя 70 лет, после того как писатель-фантаст Роберт Хайнлайн написал свой знаменитый роман «Звёздный десант», в котором описал футуристические костюмы военных, усиливающие их физические показатели. </p><p style="text-align: justify;"><img src="/UploadFiles/5a2615b1ae57d826bc08d647718c6844.jpg"></p><p style="text-align: justify;">Первый же рабочий прототип экзоскелета был создан компанией General Electric при поддержке Министерства обороны США в 1960-х годах. Hardiman весил 680 килограммов и мог поднимать грузы весом до 110 килограммов. При всех гигантских амбициях — а его хотели использовать и под водой, и в космосе, и боеголовки таскать, и ядерные стержни — показал он себя не лучшим образом. О нём благополучно забыли. </p><p><img src="/UploadFiles/e0e54e9a3d7a56a9b1b0bf932c20e233.jpg"></p><p style="text-align: justify;" rel="text-align: justify;">Девять лет спустя Миомир Вукобратович из югославского Белграда показал первый силовой шагающий экзоскелет, задача которого была давать людям с параличом нижних конечностей возможность шагать. В основе устройства лежал пневмопривод. Советские учёные из Центрального института травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова проявили первые инициативы по разработке экзоскелетов совместно с югославскими коллегами на основе работ именно Вукобратовича. Но с началом перестройки проекты были закрыты, а о секретных подпольных разработках экзоскелетов данных нет. Зато с освоением космоса всё было хорошо.</p><p style="text-align: justify;">В разное время в разных странах умельцы пытались сделать экзоскелеты самого разного назначения, но в силу самых разных препятствий (о которых мы ещё поговорим) удавалось это в край плохо. Нехватка энергоносителей, медленный рост научно-технического прогресса, развития материаловедения и прочих смежных наук, а также развитие компьютерных вычислений и кибернетики, волна которых поднялась только лет 30 назад, — всё это тормозило развитие экзоскелетов. Без всяких сомнений, это сложнейшие технологии, которые людям ещё предстоит освоить.</p><p style="text-align: center;"><strong>Сложности производства</strong></p><p style="text-align: justify;">На этой планете не так много материалов, из которых можно сделать жёсткий каркас и которые не усугубят дело своим весом. Во всяком случае, их было не много, но с учётом космических полётов, военных наработок, развития материаловедения, нанотехнологий и ещё десятка-другого интересных сфер человечество постепенно берёт один барьер за другим. В начале XXI века интерес к экзоскелетам разгорелся с недюжинной силой и продолжает гореть до сих пор. Но сначала поговорим об основных проблемах, с которыми сталкиваются создатели экзоскелетов.</p><p style="text-align: justify;">Если разложить гипотетический экзоскелет на составляющие, у нас будут: источник питания, механический скелет и программное обеспечение. И если с двумя последними пунктами вроде бы всё ясно и проблем почти не осталось, то источник питания — это серьёзная проблема. Имея нормальный источник питания, инженеры могли бы не просто создать экзоскелет, а ещё и объединить его со скафандром и реактивным ранцем. Получился бы костюм Железного человека, наверное, но новый Тони Старк пока не явился.</p><p style="text-align: justify;"><strong>Питание</strong></p><p style="text-align: justify;">Любой из компактных источников питания на сегодняшний день может обеспечить экзоскелету лишь несколько часов автономной работы. Дальше — зависимость от провода. У неперезаряжаемых и аккумуляторных батарей есть свои ограничения вроде необходимости замены или медленной зарядки, соответственно. </p><p style="text-align: justify;">Хоть рабочие примеры экзоскелетов и были построены, но широкое применение таких моделей пока невозможно. Возьмем , например, экзоскелет XOS компании Sarcos, который был разработан на заказ армии США. По заявлениям прессы, машина удачно спроектирована но, из-за отсутствия аккумуляторов достаточной ёмкости, демонстрацию пришлось проводить в режиме работы от сети. <br></p><iframe style="width: 500px; height: 281px;" src="//http://www.youtube.com/embed/Nhj3Z9o6t0g"; frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe><p style="text-align: justify;">Выхода из этой ситуации всего два. Или человечество создаст легкий и компактный аккумулятор с большой мощностью и быстрой зарядкой или научится передавать электричество по воздуху. Так как труды и наработки по второму варианту Никола Тесла унес с собой в могилу, а больше никто в этом направлении ничего конкретного не придумал, то остается вариант с компактным аккумулятором. Что-то подобное придумала японская компания Power Japan Plus. Их углеродно-органические аккумуляторы способны заряжаться в 20 раз быстрее литий-ионных. </p><iframe style="width: 500px; height: 281px;" src="//http://www.youtube.com/embed/OJwZ9uEpJOo"; frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe><p><strong>Каркас</strong></p><p style="text-align: justify;">Первые экзоскелеты делались из алюминия и стали, недорогих и простых в использовании. Но сталь слишком тяжёлая, а экзоскелет обязательно должен работать и над тем, чтобы поднять свой собственный вес. Соответственно, при большом весе костюма его эффективность упадёт. Алюминиевые сплавы достаточно лёгкие, но накапливают усталость, а значит, не особо подходят для высоких нагрузок. Инженеры находятся в поисках лёгких и прочных материалов вроде титана или углеродного волокна. Они неизбежно будут дорогими, но обеспечат эффективность экзоскелета.</p><p style="text-align: justify;">Особую проблему представляют приводы. Стандартные гидравлические цилиндры достаточно мощные и могут работать с высокой точностью, но тяжёлые и требуют наличия кучи шлангов и трубок. Пневматика, напротив, слишком непредсказуема в плане обработки движений, поскольку сжатый газ пружинит, а реактивные силы будут толкать приводы.</p><p style="text-align: justify;">Впрочем, разрабатываются новые сервоприводы на электронной основе, которые будут использовать магниты и обеспечивать отзывчивые движения, потребляя минимум энергии и будучи небольшими. Можете сравнить это с переходом от паровозов к поездам. Отметим ещё гибкость, которая должна быть у суставов, но здесь проблемы экзоскелетов могут решить разработчики скафандров. Они же помогут разобраться с адаптацией костюма к размерам носителя. </p><p><img src="/UploadFiles/ba1410edf150fbacd2a21554c9d7601d.jpg"></p><p><strong>Управление</strong></p><p style="text-align: justify;" rel="text-align: justify;">Особую проблему при создании экзоскелета представляет управление и регулировка чрезмерных и нежелательных движений. Нельзя просто так взять и сделать экзоскелет с одной скоростью реакции каждого из членов. Такой механизм может быть слишком быстрым для пользователя, а слишком медленным его не сделаешь — неэффективно. С другой стороны, нельзя положиться на пользователя и доверить датчикам считывать намерения по движениям тела: рассинхронизация движений пользователя и костюма приведёт к увечьям. Нужно ограничивать обе действующих стороны. Над решением этого вопроса и ломают головы инженеры. Кроме того, нужно заранее обнаружить непреднамеренное или нежелательное движение, чтобы случайный чих или кашель не привёл к вызову скорой.</p><p style="text-align: center;"><strong>Что создано на данный момент</strong></p><p><strong>REWALK</strong></p><p style="text-align: justify;">Этот экзоскелет был представлен в 2011 году и был предназначен для людей с ограниченными возможностями. В январе 2013 года вышла обновленная версия — ReWalk Rehabilitation, а уже в июне 2014 года FDA одобрило использование экзоскелета на публике и дома, тем самым открыв ему дорогу в коммерческом плане. Система весит около 23,3 килограмма, работает на базе Windows и в трёх режимах: идти, сидеть и стоять. Стоимость: от 70 до 85 тысяч долларов.</p><p><img src="/UploadFiles/c47747ff4a27f6e7748ec04917a00332.jpg"></p><p><strong>XOS</strong></p><p style="text-align: justify;" rel="text-align: justify;">Серия этих военных экзоскелетов находится в активной разработке (на очереди XOS 3). Весит около 80 килограммов и позволяет владельцу с лёгкостью поднимать 90 лишних килограммов. Последние модели костюма настолько подвижны, что позволяют играть с мячом. Как отмечают производители, один XOS может заменить трёх солдат. Возможно, третье поколение экзоскелета будет уже ближе к тому, что мы видим на экранах фантастических фильмов последних лет. Увы, пока он привязан к внешнему источнику питания.</p><p><img src="/UploadFiles/53a5841ab5d061ea1e5023f0fc4dbb6f.jpg"></p><p><strong>HULC</strong></p><p style="text-align: justify;" rel="text-align: justify;">Human Universal Load Carrier — творение известной компании Lockheed Martin совместно с Berkeley Bionics. Этот экзоскелет также предназначен для военных. Основа — гидравлика и литий-полимерные батареи. Правильно загрузив внешний каркас, с его помощью пользователь может переносить до 140 килограммов лишнего груза. Предполагается, что солдаты смогут использовать HULC а-ля «я и друг мой грузовик» в течение 72 часов. Разработка идёт полным ходом, поэтому неудивительно, что именно HULC могут первыми поступить на вооружение США.</p><p><img src="/UploadFiles/e768324bfa03c5d07d18c6b6b87000e0.jpg"></p><p><strong>EXOHIKER, EXOCLIMBER И ELEGS (EKSO)</strong></p><p style="text-align: justify;" rel="text-align: justify;">Прототипы опять же Berkeley Bionics, предназначенные для выполнения различных задач. Первый должен помочь путешественникам переносить груз до 50 килограммов, был представлен в феврале 2005 года и весит около 10 килограммов. Учитывая небольшую солнечную панель, может работать очень и очень долго. ExoClimber — это десятикилограммовое дополнение к ExoHiker, позволяющее носителю прыгать и взбираться по ступенькам. В 2010 году наработки Berkeley Bionics вылились в eLEGS. Эта система — полноценный гидравлический экзоскелет, который позволяет парализованным людям ходить и стоять. В 2011 году eLEGS был переименован в Ekso. Он весит 20 килограммов, передвигается с максимальной скоростью в 3,2 км/ч и работает в течение 6 часов. </p><p><img src="/UploadFiles/1cac1a22c18c5998983418741ec91b2b.jpg"></p><p><strong>HAL</strong></p><p style="text-align: justify;" rel="text-align: justify;">Очередной нашумевший экзоскелет японского производителя роботов Cyberdyne. Его назначение — обеспечить возможность ходить людям с ограниченными возможностями. Есть два основных варианта: HAL-3 и HAL-5. С момента презентации в 2011 году меньше чем за год HAL приняли «на вооружение» более 130 медицинских институтов по всей стране. Однако испытания будут продолжаться весь 2014 и, возможно, 2015 год. В августе 2013 года HAL получил карт-бланш на использование в качестве медицинского робота в Европе. Новейшая модель костюма весит около 10 килограммов. </p><p><img src="/UploadFiles/0d2ac0b9f758a66122bcc3a61dcf5ef2.jpg"></p><p style="text-align: justify;" rel="text-align: justify;">Помимо серьёзных экзоскелетов на всё тело, всё большей популярностью пользуются ограниченные экзоскелеты, предназначенные для выполнения специфических задач. Например, в августе этого года был показан экзостул Chairless Chair, позволяющий сидеть стоя. Компании Daewoo и Lockheed Martin независимо друг от друга показали экзоскелеты для работников судостроительных верфей. Эти устройства позволяют рабочим удерживать груз или инструмент весом до 30 килограммов, особо не напрягаясь. </p><p style="text-align: justify;"><img src="/UploadFiles/feca9d775c3bbf6ef5123c4eb5196c1a.jpg"></p><strong>Культура</strong><p><strong>В литературе и комиксах</strong></p><p style="text-align: justify;" rel="text-align: justify;">Одно из первых и самых известных изображений боевого экзоскелета в научной фантастике представлено в романе Роберта Хайнлайна «Звёздный десант» (1959). Герои романа применяют бронированные боевые скафандры с интегрированными экзоскелетами, позволяющими бегать, прыгать на большую высоту при помощи встроенных ракетных двигателей, оснащенные разнообразным вооружением и оборудованием. Образ, созданный Хайнлайном, заложил основу представлений о силовой броне в фантастике и повлиял на многие последующие произведения; он упоминается как источник вдохновения создателей WarHammer, StarCraft и многих других вселенных.</p><p style="text-align: justify;">Впервые концепция брони с экзоскелетом была изложена в романе «Том Свифт и его реактивный морпех» (Tom Swift and His Jet Marine) из многоавторской серии «Том Свифт», опубликованном в 1954 году.</p><p style="text-align: justify;">В комиксах серии «Железный человек» издательства Marvel и их экранизациях рассказывается, как главный герой, Тони Старк, создал серию экзоскелетов, способных летать и оснащённых разнообразным вооружением и приспособлениями.</p><p style="text-align: justify;">Экзоскелеты или близкие к ним конструкции также фигурируют в романе Ивана Ефремова «Туманность Андромеды» (1957), романе Станислава Лема «Фиаско» (1987), книгах серии «Гиперион» Дэна Симмонса, «Сага о Форкосиганах» Лоис Буджолд, «Древний» Сергея Тармашева и других.</p><p style="text-align: justify;"><strong>В фильмах и анимации</strong></p><p style="text-align: justify;">Экзоскелеты или близкие к ним конструкции используют персонажи киносерий «Звёздные войны» (мандалорцы Боба и Джанго Фетты) и «Матрица» (APU — Armored Personnel Units), фильмов «Аватар», «Район №9» (нечто среднее между экзоскелетом и шагоходом), «Элизиум: Рай не на Земле», «Бросок кобры», «Дети шпионов 4D». Одна из самых известных сцен, связанных с экзоскелетами, показана в фильме «Чужие», где главная героиня Эллен Рипли в финальном бою против матки Чужих использует погрузчик-экзоскелет. В фильме «Грань будущего» все бойцы ведут боевые действия в экзоскелетах. В мультсериале «Эхо-взвод» боевые летающие экзоскелеты лежат в основе всей концепции. В аниме существует жанр «меха», посвящённый боевой технике, в первую очередь шагоходам и экзоскелетам.</p><p style="text-align: justify;"><strong>В играх</strong></p><p style="text-align: justify;">Во вселенной «Warhammer 40,000» экзоскелетами (точнее, силовыми доспехами) пользуются войска Империума, Тау и ряда других фракций.</p><p style="text-align: justify;">Экзоскелеты показаны в сериях компьютерных игр Call of Duty: Advanced Warfare, StarCraft (у терранов и протоссов), Fallout («силовая броня», питаемая атомной энергией), Crysis («умная» броня на основе нанотехнологий, позволяет на некоторое время становиться невидимым), «Halo» (главный герой, Мастер Чиф, носит броню марки MJOLLNIR), S.T.A.L.K.E.R.,Bulletstorm, играх Section 8, «Chaser: Вспомнить всё», Bet on Soldier, Metal Gear Solid, «Чужой против Хищника», Killzone 3, Vanquish, «Операция Silent Storm» («Панцеркляйны», искаж. нем. маленькие танки), F.E.A.R. 3, Chrome, Red Faction: Armageddon, Mass Effect 3, C&amp;C: Red alert 3, Parkan, Lost Planet, PlanetSide, BioShock Infinite, Half-Life, Санитары подземелий (Имперский боевой костюм десантника), Wolfenstein, Warframe.</p>