Не хуже робота: приспособление, которое облегчит жизнь многим людям

Общественное мнение постепенно смиряется с мыслью, что во многих видах деятельности людей очень скоро заменят роботы

Каковы бы ни были успехи в разработке искусственного интеллекта (ИИ), до способностей мозга Homo Sapiens ему очень и очень далеко. Кроме того, искусственные конечности никак не сравнятся с нашими руками и ногами. Одним словом, роботы-андроиды «как в кино» появятся еще не скоро.

С другой стороны, есть много ситуаций, когда физических возможностей человека явно не хватает. Те усилия, которые тратятся на достижение олимпийских рекордов, наглядно демонстрируют: мы почти достигли пределов человеческого организма в скорости, силе удара, переносимых им перегрузках, массе поднимаемых тяжестей и т. д.

В связи с этим вполне разумной выглядит идея усилить наши скелет и мышцы до уровня человекоподобного робота. Иными словами, соорудить эдакий то ли каркас, то ли скафандр, который будет в малейших подробностях повторять и одновременно многократно увеличивать мышечные усилия. Такое устройство получило название «экзоскелет» (от греческого — «внешний»).

Следует заметить, что экзоскелеты широко используются в животном мире. Моллюски, членистоногие, ракообразные обзавелись ими уже миллионы лет назад. Но предназначение их несколько иное, чем у тех устройств, о которых мы рассказываем. По большому счету экзоскелет какого-нибудь жука или рака выполняет те же функции, что и внутренний скелет млекопитающего.

Всякий экзоскелет состоит из нескольких важнейших составляющих: собственно механического скелета и механизмов, приводящих его в движение. Далее следуют источник энергии и программное обеспечение, управляющее всем устройством так, как это нужно оператору.

Компактный и емкий источник питания остается больным вопросом для многих технологий, и экзоскелет не исключение. Всем его моторам и микропроцессорам нужна масса энергии, причем на протяжении длительного времени. Кроме того, специфика применения экзоскелета требует возможности мгновенной подачи большого количества энергии (например, при быстром подъеме тяжелого предмета).

Ни один из существующих в наше время источников энергии не может удовлетворить требования для экзоскелета подобного тому, что был в амуниции киношного Железного человека. Аккумуляторные батареи тяжелы и быстро разряжаются. Электрохимические топливные элементы позволяют обеспечить мгновенный выброс энергии, но требуют для работы высоких температур. Атомные реакторы пока из области фантастики. Вполне возможно, что разрешить затруднения поможет беспроводная передача энергии к устройству от удаленного источника энергии. Осталось только реализовать идею на практике.

Следующая головная боль инженеров — механизмы, которые приводят экзоскелет в движение (сервоприводы), и всевозможные подвижные сочленения. Их может быть несколько десятков, а то и сотен. Ведь тело человека представляет собой один из сложнейших механизмов в природе. Повторить слаженную работу мышц и суставов механическими средствами — еще та задача…

В качестве приводов нередко использовались гидравлические цилиндры: они мощные и точные, но тяжелы и сложны в конструкции, которая обременена ворохом всевозможных шлангов. Пневматика, наоборот, оказалась мало предсказуемой и неточной при обработке движений оператора.

Будущее видится в сервоприводах, начиненных электроникой, с использованием магнитов. Они смогут обеспечить точность движений, низкое потребление энергии и при небольших размерах. Можете сравнить это с переходом от паровозов к поездам. Подвижность суставов экзоскелета сейчас видится как непростая, но вполне решаемая задача. У разработчиков всевозможных скафандров опыт имеется.

Программное обеспечение экзоскелета — огромное поле деятельности для разработчиков. Тут предстоит разрешить множество проблем. Например, чтобы механика корректно взаимодействовала с телом человека и не позволяла себе самоуправства. Некорректная работа механизмов будет не просто мешать работе, но может даже покалечить пользователя. Это поняли конструкторы первого экзоскелета еще в 60-х годах прошлого века. Или чтобы экзоскелет игнорировал не относящиеся к делу или непроизвольные движения — то же вздрагивание тела при чихании или кашле, например.

Пример использования экзоскелета на производстве. В прошлом году компания Ford начала использовать на 18 своих заводах устройство EksoVest. Оно крепится к поясу работника и представляет собой конструкцию, принимающую на себя часть нагрузки, приходящейся на руки и торс рабочего. Дело в том, что рабочие на сборочных линиях делают тысячи однообразных движений за смену, но заменить их роботами-манипуляторами не получается по технологическим и экономическим соображениям.

Напомним, ранее стало известно, что Google может выпустить поисковик с цензурой: зачем это нужно?

Как сообщала Politeka, компания Google успешно работает над развитием проекта, связанного с прогнозом даты смерти человека.

Также Politeka писала о том, что ученые раскрыли невероятную правду о человечестве: мы люди только на 43%.

Источник: Сегодня