- BlueGunBlog -

Не вярвам да сте пропуснали един от големите тазгодишни летни кинохитове – “Iron Man”. Създаден по мотиви от супер популярната серия Marvel комикси със същото име, той разказва историята на гениалния изобретател Тони Старк. За да се измъкне от плен, той създава ултимативно оръжие – брониран костюм, който му дава уникални способности – бързина, супер сила, огромна огнева мощ и дори му позволява да лети. Макар визията на създателите на комикса да изглежда просто като поредната забавна фантазия за супер герои, оказва се, че тя може би не е чак толкова далече от реалността.

Идеи от природата
Всъщност на научен език мега костюмът на Iron Man се нарича „екзоскелет”. На практика терминът е по-скоро палеонтологичен, отколкото инженерен – за пръв път той е употребен от учените, които изследват изчезнали от лицето на планетата организми, живели преди повече от 550 милиона години. Буквално преведена, думата означава „външен скелет”. Оказва се, че при първите си еволюционни „експерименти” за изграждане на опорна структура Майката Природа е започнала така да се каже „отвън-навътре”, създавайки редица същества, чиято скелетна обвивка е била извън тялото им.
Днес много изобретатели се опитват да приспособят тази идея така, че тя да бъде в помощ на хората с опасни професии. Специално военните (за които една подобна машина би означавало сбъдването на отколешната им мечта за супер-войник) вече над 40 години инвестират средства и усилия в създаването на жизнеспособна екзоскелетна технология. Понастоящем най-близко до конструирането на реален, действащ прототип, който би могъл да се произвежда серийно, е една малка компания от Юта на име Sarcos. За перспективността на разработения от тях XOS може лесно да се съди от факта, че макар да съществува от 1983 г., съвсем наскоро тя беше закупена от военния гигант Raytheon.

Истинският Тони Старк
Бащата на тази идея се нарича Стийв Якобсен. Както той сам се шегува, неговата научна и творческа биография му отрежда ролята на нещо като Уили Уонка на роботиката. За 35-годишната си кариера той има зад гърба си невероятни проекти – от 80-тонни механични динозаври, създадени по поръчка на популярното студио Дисни, до фонтаните на едно от най-емблематичните казина в Лас Вегас – Беладжио. През 80-те години на миналия век Стийв Якобсен основава малка компания (Sarcos), която изпълнява ролята на отдел за разработка и развитие към университета в Юта, където той е дългогодишен преподавател.
През 2000 г. Sarcos кандидатства за финансиране от DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) – поделение на Пентагона, инвестиращо средства в научни разработки с потенциално приложение в областта на отбраната. Макар през последните 40 години редица компании да са се опитвали да създадат нещо подобно, именно проектът на Sarcos привлича вниманието на военните. Той обещава да създаде първата жизнеспособна комбинация от изкуствени „мускули” и достатъчно добра система за контрол, която да има реално практическо приложение. При все че пред създателите на XOS все още стоят редица научни и инженерни предизвикателства, екзоскелетната структура на Якобсен и екипа му е първата разработка, която дава надежди, че в най-близко бъдеще границата между фантазия и реалност ще може да бъде прекрачена.

Създаването на Железния човек
Според самия Якобсен първата голяма задача, пред която се изправя екипът му, е проектирането на достатъчно проста, надеждна и ефективна система за контрол, с чиято помощ оператора да управлява костюма. Следвайки максимата, че гениалните решения обикновено са най-простите, Якобсен решава да заложи на нещо съвсем елементарно – механика на управление, подобна на тази, когато възрастен учи малко дете да танцува. Става дума за “похвата”, при който малчуганът стъпва върху краката на по-големия си партньор и така, държейки го за ръцете, усвоява необходимите движения.
Именно в това се състои идеята на принципа за контрол, приложен от Якобсен – той залага на колкото се може по-малко на брой точки на контакт (ръце и крака). Изхождайки от разбирането, че дори минимално съпротивление от страна на системата за управление бързо би уморило пилота, Якобсен и екипът му успяват да разработят специален механизъм. Той се състои от сложна система, включваща хидравлични клапи и сензори за движение. Крайният резултат е екзоскелетна структура, която до такава степен се управлява „без усилие”, че позволява на пилота си да вдига и мести тежести от порядъка на 90-100 килограма в продължение на часове, без дори да се задъха.

От идея към практика
Първият разработен прототип на XOS вижда бял свят през 2002 г. Той е съвсем елементарен и дори не разполага със захранване – екипът просто иска да се увери, че всички компоненти на екзоскелета ще си взаимодействат така, както е предвидено. През 2003 г. основните усилия са насочени към разработването на хидравлично усилени системи за задвижване, които да изпълняват функциите на механични мускули. Подходът на Якобсен далеч не е революционен. Нещо повече – той има и доста противници. Някои от независимите експерти, наблюдавали демонстрацията на първия прототип, дори твърдят, че използването на хидравлично задвижване ще доведе до провал на проекта. Според тях това би направило костюма твърде „жаден” за енергия и съответно прекалено неефективен.
Въпреки това Якобсен не се предава и твърди, че е намерил решение за заобикаляне на енергийния проблем. Макар че ученият отказва да се впуска в подробности, той уточнява, че създадената от него система консумира енергия, само когато костюмът се движи, но не и когато е в покой, което го прави по-икономичен.

В търсене на енергия
Въпреки че първият работещ XOS прототип постига впечатляващи резултати и позволява на оператора си да повдига и мести солидни тежести, той все пак все още не изпълнява пълния списък с изисквания, които финансиращата организация DARPA е поставила през Якобсен и екипа му. Основният проблем все още остава захранването. Тъй като понастоящем екзоскелетът не може да превърне пилота си в Херкулес или да го накара да се движи със скоростта на светлината (още по-малко да му позволи да лети), за момента създателите на XOS му отреждат ролята по-скоро на „работно муле”, отколкото на войн. За да отговаря изцяло на нуждите на армията, силите на реда или на пожарните служби, XOS трябва да изпълни едно основно условие – да се сдобие с автономен източник на енергия. С тази задача вече се занимава отделна изследователска компания, която се опитва да създаде прототип на самостоятелно захранване. То ще позволи на XOS да работи много часове без зависимост от външни източници на енергия. Успоредно с това Якобсен и екипът му са съсредоточили част от усилията си в сходна насока – опити да се намали енергийният „апетит” на XOS .

Все пак създателите на екзоскелета са оптимистично настроени. Според тях всеки от тези проблеми е преодолим, а реално приложение на XOS те виждат и в момента. Свързан към захранване, осигурено от определено превозно средство (автомобилен акумулатор или стационарен генератор), “скелетът” би могъл да улесни и ускори неимоверно процеса на товарене и разтоварване при военна операция. Например обслужването на военни хеликоптери, зареждането им с боеприпаси и други прекалено трудни за обикновения човек дейности.