С екзоскелет ще сте два пъти по силни и издръжливи, но има и проблеми
В щафетата с олимпийския огън преди игрите в Париж миналата година участва и парализираният тенисист Кевин Пиет. С помощта на роботизирания екзоскелет Wandercraft. Без него нямаше да може да направи и една крачка.
Днес съществуват десетки подобни устройства, като много от тях
не са създадени за хора с физически проблеми
Компаниите, които ги разработват, все по-често обещават да подобрят живота и на здравите. Представете си например да ходите без почивка десет часа вместо пет. Или да вдигате без проблем тежки мебели при преместване в друго жилище. Тогава сигурно бихте се замислили дали не си струва да си купите подобно устройство. Но въпреки предимствата все пак съществуват и определени недостатъци.
Терминът екзоскелет идва от гръцки и се състои от думите "външен" и "скелет". В биологията се използва за описанието на обвивката на различни безгръбначни - черупките при миди, охлюви и подобни, както и хитиновата обвивка при някои насекоми. Но в случая става въпрос за устройство, което позволява на хората да извършват много по-лесно дейности, за които иначе се изискват повече усилия.
Екзоскелетите са активни, ако се движат самостоятелно, и пасивни - те само придържат тялото и намаляват натоварванията. Другото разделение е на изградени от твърди материали и на такива, които са направени от специален текстил или гъвкави полимери.
Активният екзоскелет се състои от външна конструкция и връзки към ставите, които позволяват на човека да се движи. Специални датчици обработват всички данни и ги препращат към изкуствени стави и акумулатора, който обикновено е в раница на гърба. Това устройство работи синхронно с движенията на този, който го използва.
В пасивния няма връзки, но има шарнири - така неговите части се движат заедно с човека. Освен това в него обикновено има пружини и амортисьори, които събират механична енергия и я връщат, когато има нужда. Опростено може да се обясни така: по време на навеждане пружината се натяга, а при изправяне възстановява положението си и помага за вдигане на тежестта.
За първи истински екзоскелет се смята устройството на американската компания General Electric, която през 1965 г. разработва Hardiman, който е предназначен за вдигане на тежки предмети. Този и следващите модели е планирано да бъдат използвани и за военни цели. Малко по-късно се появяват и първите рехабилитационни скелети, които помагат при ходене, разработка на института "Михайло Пупин" в Сърбия.
Първите модели са прекаленно тежки и не стават за реална употреба, те са повече нещо като прототипи. Едва към началото на ХХI век започват да се произвеждат действително работещи екзоскелети и екзокостюми.
Ето какви модели могат да бъдат открити в момента.
Hypershell X Series
Това устройство е закрепено към кръста и краката и помага за движението. Според производителите намалява разхода на енергия при ходене с 30%. Тежи 1,8 кг, едно зареждане би трябвало да стигне за 18 км, а се управлява през изкуствен интелект. Цената му тръгва от 800 долара без доставката.
Dnsys X1
Аналогичен модел от китайски стартъп. В техническите характеристики влиза заявена икономия на енергия от 50%, пробег 25 км и също система на управление с ИИ. Препоръчва се за бягане, ходене по пресечена местност, фитнес.
Компанията успя да събере 2,6 млн. долара от дарения и дори започна да доставя първите екзоскелети. Първите отзиви не са особено възторжени, а цената започва от 750 долара.
Arc'teryx MO/GO
Това по-скоро е екзокостюм - клин с връзки към коленните стави, който тежи около 900 грама. По думите на производителя е предназначен за по-лесно изкачване в планините, където увеличава скоростта с 40%, но и облекчаване в колената при спускане. Според журналист от списание The Verge устройството действително помага да се качваш по стълбите, но движенията на изкуствените стави са недостатъчно плавни. Цената впечатлява - поне 5000 долара.
Againer
Екзоскелет за скиори. Състои се от две устройства - за ляв и десен крак. Помага за по-бързо спускане и особено на завоите. Струва почти 900 долара, но според първите отзиви наистина помага да не се уморяваш много. Аналогичен продукт пусна и френска компания, той се казва Ski-Mojo и става за сноуборд. Струва 700 евро.
Къде са проблемите?
Разработването на функциониращ екзоскелет, който действително ще е полезен за хората - особено за здравите, не е лесна работа. На платформата за споделено финансиране Kickstarter има много провалени проекти и далеч не всички са заради недостатъчно финансиране. Типичен пример е Sportsmate 5, който беше спонсориран с над 200 000 долара, но така и не стигна до реално производство. По неизвестни причини компанията прекрати разработките и в началото на 2025 г. започна да връща парите на вложителите.
Зареждане
Екзоскелетът има нужда от енергия, защото колкото повече помага на човека, толкова повече изразходва. За по-продължителни дейности са необходими големи и тежки акумулатори, а трябва и да се зареждат. За краткосрочни дейности това не е проблем, но ако става въпрос за дълги преходи, стават излишен товар, когато не могат да бъдат заредени.
Тегло
Повечето метални конструкции са твърде тежки, а тези от по-леки сплави като алуминий - твърде чупливи. За да направят устройствата едновременно леки и здрави, производителите експериментират с различни карбоново-въглеродни сплави. И пак не им се получава особено. Медицинските екзоскелети, които поддържат долните крайници, тежат по 15-20 кг, а тези за цялото тяло - още повече.
Движения
Човешките стави могат да се въртят в различни посоки, но да ги повториш с помощта на екзоскелет, е сложно - трябва и да действа синхронно с живия организъм. Затова действащите модели разполагат с ограничен набор от движения.
Управление
В идеалния случай устройството трябва някак да разпознава какви движения иска да направи човекът. Проблемът е, че всеки има определен набор от движения, който е уникален. За да бъдат контролирани, вече се използват възможностите на изкуствения интелект.