Raytheon XOS 2 - экзоскелет второго поколения

Широкое использование экзоскелетной робототехники на этой неделе приблизилось на шаг, когда Raytheon продемонстрировал свой экзоскелет второго поколения, XOS 2. Новый костюм-робот легче, быстрее и сильнее, чем оригинальный XOS 1, но при этом использует половину мощности.

В то время как разработка Raytheon в основном сфокусирована на использовании в военных целях, экзоскелеты для людей с ограниченными возможностями уже находятся на рынке, а промышленные экзоскелеты из Японии, Кореи и Израиля не сильно отстают. Однажды в недалеком будущем один из этих костюмов позволит нам всем обладать сверхчеловеческой силой, скоростью и выносливостью. XOS 2 позволяет его владельцу легко поднимать 200 фунтов несколько сотен раз без утомления.

Тем не менее, костюм, который был разработан для армии США, также достаточно проворен и изящен, чтобы позволить его владельцу бить по футбольному мячу, боксерской груше или легко подниматься по лестнице и пандусам. Робототехнический костюм XOS 2 предназначен для решения многих логистических задач, с которыми сталкиваются военные как на поле боя, так и за его пределами.

Агентство перспективных исследовательских проектов в области обороны США (DARPA) издавна питало желание расширять человеческие возможности солдат с помощью носимых роботизированных экзоскелетов для создания сверхчеловеческой силы, скорости и выносливости. Десять лет назад DARPA профинансировала проект стоимостью 50 миллионов долларов США, известный как

«Экзоскелеты для повышения эффективности работы человека», который породил ряд экзоскелетных проектов. В сферу действия программы входило создание активно контролируемых экзоскелетов, которые не только увеличивали силу и скорость, но и позволяли нести большее оружие, обеспечивали более высокий уровень защиты от вражеского огня или химической атаки, позволяли владельцам дольше оставаться активными и нести больше еды, боеприпасов и т. д.

Перспективные проекты по разработке экзоскелета Raytheon XOS 2

Одним из наиболее многообещающих проектов, финансируемых из средств DARPA, был носимый энергетически автономный робот (WEAR) от SARCOS Research Corporation. В 2007 году SARCOS была приобретена Raytheon, и WEAR стала основой для первоначального испытания концепции Raytheon XOS 1.

Большинство первоначальных участников финансирования DARPA в настоящее время по той или иной причине отпали, оставив только два двуногих экзоскелета в борьбе за использование в военных целях Соединенных Штатов серию XOS от Raytheon и HULC от Lockheed Martin, которая берет свое начало в экзоскелете нижних конечностей Беркли (BLEEX) из лаборатории робототехники и инженерии Калифорнийского университета в Беркли.

Технология была внедрена в Berkeley Bionics, работающей с оборонным подрядчиком Lockheed Martin, кульминацией которого стало объявление HULC в 2009 году. Ранее в этом году было объявлено, что HULC должен быть обновлен для работы на топливных элементах.

Ясно, что гонка накаляется, потому что Berkeley Bionics готовится открыть новый веб-сайт буквально через неделю, а благодаря девятимесячной работе по разработке топливных элементов HULC от Lockheed Martin не будет иметь ограничений.

Еще одним заслуживающим внимания экзоскелетом, полученным в результате финансирования DARPA, был Solo Trek XFV от Millennium Jet (eXoskeletor Flying Vehicle), который обещал вертикальный взлет и посадку, дальность полета в 125 миль, крейсерскую скорость 70 узлов, высоту до 8000 метров и способность зависать на любой скорости.

Поставка рабочей единицы для полевых испытаний американскими военными ожидалась в конце 2003 года, но она так и не выполнила своих графиков и с тех пор превратилась в летательный аппарат Exoskeleton Flying Springtail, построенный Trek Aerospace, который приобрел технологию у Millenium Jet.

Очевидно, что преимущества Springtail / XFV делают его подходящим для множества потенциальных невоенных применений, но проект все еще находится в стадии разработки.

Raytheon XOS 2 в деталях

Raytheon утверждает, что в обычной работе, связанной с ручным трудом, такой как подъем и переноска, костюм XOS 2 увеличит объем работы, выполняемой одним человеком в два-три раза. Следовательно, человек может выполнять в два или три раза больше работы, но без дополнительных усилий - робот выполняет тяжелую работу и просто направляется человеком.

Учитывая высокую стоимость человеческого труда и возможность получения травм в такой физически напряженной среде, XOS 2 и подобные экзоскелетные устройства с питанием являются логическим инструментом промышленности.

В настоящее время костюм привязан к источнику питания, что значительно ограничивает возможности его использования. Raytheon ожидает, что потребляемая мощность будет снижена еще на 60% по сравнению с XOS 2, чтобы костюм был жизнеспособным в непривязанном виде. XOS 2 приводится в действие двигателем внутреннего сгорания, а питание «конечностей» обеспечивается гидравликой высокого давления, а не электроникой и ионно-литиевыми батареями с высокой удельной энергией, потому что серийный XOS в конечном итоге начнет работать на поле боя и, по словам доктора Фрейзер Смит, вице-президента по операциям Raytheon Sarcos: «мы считаем, что литий-ионные аккумуляторы чрезвычайно опасны. Если их нарушить, они могут взорваться и вызвать огненный шар».

Когда мы увидим преемника EXO 2 в коммерческих целях

Это будет трудный вопрос для Raytheon, поскольку экзоскелет имеет множество потенциальных применений, так как это зависит от требований пользователя. «Если вы думаете об экзоскелете, как о машине, боевой вариант должен быть построен для работы на пересеченной местности, но он должен быть гибким и легким, и он должен работать на своей собственной мощности. Подумайте о гибридном Land Rover » - сказал Смит.

«Вариант логистики заключается в усилении грубой силы и повышении способности солдата поднимать и переносить. Это больше похоже на трудолюбивый грузовичок Форд. Это две совершенно разные миссии, и сейчас разные люди хотят, чтобы экзоскелет делал разные вещи ». «В ближайшем будущем мы видим, как экзоскелет работает над приложениями логистики, где его можно привязать к внешнему источнику питания.

С привязанным источником питания вы сможете увидеть его через пять лет. Для костюма, который действует автономно, это больше похоже на десятилетие ». Следовательно, XOS вряд ли будет сражаться на поле боя в ближайшее время, так как первый вариант XOS сфокусирован на оказании помощи в преодолении логистических проблем, с которыми сталкиваются военные.

По словам Raytheon, военнослужащие материально-технического обеспечения и поддержки должны поднять до 16 000 фунтов в течение обычного дня. С ростом давления, направленного на снижение затрат, способность костюма XOS дать возможность одному человеку выполнять работу трех, вероятно, будет очень соблазнительной.