Druhé medzinárodné vojensko-technické fórum „Armáda-2016“sa uskutoční iba na začiatku septembra, ale už teraz účastníci tohto podujatia oznamujú nový vývoj, ktorý sa stane prvkami expozície. Je pozoruhodné, že na budúcom fóre sa okrem podnikov obranného priemyslu zúčastnia aj rôzne ďalšie organizácie vrátane vysokých škôl. Juhozápadná štátna univerzita (Kursk) bude musieť predviesť novú verziu exoskeletu určeného na použitie v armáde.
Koncom novembra minulého roku povedal rektor SWSU Sergei Yemelyanov novinárom, že v blízkej budúcnosti univerzita a ministerstvo obrany plánujú podpísať zmluvu o spolupráci. Vojenské oddelenie sa začalo zaujímať o vývoj univerzitných špecialistov a vyjadrilo túžbu dohliadať na novú prácu v tejto oblasti. Ako obojstranne výhodnú spoluprácu plánovalo ministerstvo obrany podporu nových projektov, a to aj finančne.
Plánovalo sa stráviť niekoľko mesiacov vytvorením novej verzie exoskeletu určeného na použitie armádou. Už v roku 2016 sa plánovalo predstavenie prototypu systému ťažkej triedy. Tvrdilo sa, že prvá verzia ťažkého exoskeletu pre armádu bude na žiadosť zákazníka vytvorená v transportnej verzii. Systém na použitie v bojových podmienkach ešte nebol vyvinutý z niekoľkých dôvodov.
Jeden z exoskeletov vyvinutý na SWSU. Foto Swsu.ru
Podľa správ začala spoločnosť SWSU pracovať v oblasti exoskeletov v roku 2014. Získanie grantu od Ruskej nadácie pre vedu umožnilo univerzite zorganizovať samostatné laboratórium na štúdium a návrh novej technológie. Na základe Katedry mechaniky, mechatroniky a robotiky bolo otvorené laboratórium „Moderné metódy a robotické systémy na zlepšenie životného prostredia človeka“.
Jedným z hlavných smerov práce laboratória bola štúdia o vytvorení bioinžinierskych mechatronických zariadení určených na rehabilitáciu osôb so zdravotným postihnutím alebo na zlepšenie fyzických vlastností človeka. Hlavným spôsobom riešenia týchto problémov je vytvorenie exoskeletov požadovaného tvaru s požadovanými vlastnosťami.
Exoskeleton je systém vo forme rámu, sady pohonov a riadiacich zariadení, ktoré si človek môže obliecť ako iné špeciálne zariadenia. Vďaka špeciálnym princípom riadiaceho systému, ktorý riadi pohony, môže exoskeleton prevziať hlavné bremená, čím sa zníži fyzický vplyv na osobu. Takéto schopnosti systému umožňujú zvýšiť fyzickú silu operátora počas vykonávania určitých operácií alebo kompenzovať existujúce problémy pohybového aparátu, čo umožňuje normálny pohyb.
Exoskelety sú považované za sľubné nástroje, ktoré môžu byť široko používané v rôznych oblastiach. V prvom rade tieto systémy zaujímajú armádu, pretože môžu výrazne zvýšiť schopnosti vojaka na bojisku a vzadu. Vďaka exoskeletom môžete zvýšiť veľkosť nositeľnej munície alebo použiť ťažšie zbrane. Okrem toho zjednodušuje vykonávanie operácií nakladania a vykladania. V lekárskej oblasti môžu byť exoskeletony použité ako účinný prostriedok rehabilitácie.
S využitím existujúceho vývoja a nových myšlienok sa laboratórnemu personálu za niekoľko mesiacov podarilo vytvoriť množstvo projektov nového rehabilitačného zariadenia. Špecialisti v prvom rade venovali pozornosť ľahkým lekárskym systémom. Zamestnanci laboratória Juhozápadnej štátnej univerzity zároveň museli vykonať pomerne veľké množstvo práce na štúdiu vlastností exoskeletu a jeho riadiacich systémov. Riešenie takýchto problémov umožnilo pokračovať v práci.
Na jar 2015 bola predstavená a testovaná prvá verzia ľahkého exoskeletu, ktorý interaguje s dolnými končatinami používateľa. Schopnosti tohto zariadenia umožňujú zvýšiť silu ľudského muskuloskeletálneho systému o 30-50%. Takéto vlastnosti umožňujú exoskeletu pomôcť starším ľuďom alebo osobám s rôznymi zraneniami pohybovať sa. V tomto prípade môžu pohony exoskeletu prevziať časť zaťaženia a vyložiť svaly používateľa.
Na jeseň minulého roku bol v SWSU vytvorený celý komplex nástrojov, určených na riešenie rôznych problémov. V rámci tohto komplexu sú ponúkané tri výrobky s podobným dizajnom, ale s odlišnými vlastnosťami a rôznymi účelmi. Vznikli nové projekty na riešenie vedeckých problémov, ako aj na možné využitie v praxi. Za týmto účelom sa tri exoskeletony líšili v prístrojovom vybavení.
Prvým výrobkom rodiny je tzv. pasívny exoskeleton ExoMeasure. Ide o kostru komplexného „anatomického“dizajnu so sadou senzorov, ktoré sledujú relatívne pohyby jednotlivých častí. Keď sa teda osoba používajúca tento exoskeleton pohybuje, automatika opraví všetky pohyby. Podobná technika bola navrhnutá na vedecké použitie na štúdium vlastností mechaniky ľudského tela.
Druhá verzia exoskeletu sa nazýva ExoLite. Tento systém je tzv. bedrový exoskeleton navrhnutý tak, aby duplikoval a spevňoval nohy užívateľa. Takéto zariadenie dostalo niekoľko pántov a pohonov v rôznych častiach, čo umožňuje osobe vstať, sadnúť si, chodiť a stúpať po schodoch pomocou čiastočného vyloženia pohybového aparátu.
Tretí exoskeleton, vytvorený koncom minulého roka, dostal názov ExoHeavy. Toto zariadenie je navrhnuté tak, aby duplikovalo nohy užívateľa a používa aj systém podpory chrbta. Pomocou tohto vybavenia umožňuje exoskeleton človeku vstať, sadnúť si a kráčať, aj keď sa kvôli nedostatočnej sile vlastných svalov nemôže samostatne pohybovať. Systém ExoHeavy tiež umožňuje užívateľovi prenášať ďalší náklad s hmotnosťou až 80 kg.
Podľa plánov na koniec jesene minulého roku mali exoskeletony ExoMeasure a ExoLite vyjsť na testovanie začiatkom roka 2016. Po testoch v univerzitnom laboratóriu bolo navrhnuté otestovať tieto systémy a zistiť ich potenciál pri rehabilitácii skutočných pacientov. Táto fáza testovania mala byť vykonaná na základe kurského centra pre funkčnú rehabilitáciu „Aquila“. Centrum má skúsenosti s prácou s ľuďmi trpiacimi rôznymi pohybovými poruchami. Nová vývojová technika YuZGU im mala umožniť zvýšiť účinnosť rehabilitácie pacientov.
Koncom minulého roka hovorili vývojári nových systémov o svojich výrobných možnostiach. Podľa vedúceho laboratória zaoberajúceho sa exoskeletami Andreiho Yatsuna schopnosť univerzity zaviesť sériovú výrobu nových systémov s uvoľnením až desiatich položiek ročne. Náklady na sériový exoskeleton sa odhadujú na 700-800 tisíc rubľov. A. Yatsun poznamenal, že podobné systémy vyvinuté inými domácimi univerzitami a plánované na vydanie na konci roku 2016 budú stáť asi 1,5 milióna rubľov.
Systém ExoAtlet od MGU Photo Utro.ru
Prototypy nových exoskeletov vyvinuté Kurskou univerzitou sa používajú v laboratórnom výskume a testovaní a okrem toho sa stávajú exponátmi na výstavách. V decembri minulého roku bol teda na výstave VUZPROMEXPO-2015 predstavený vývoj laboratória „Moderné metódy a robotické systémy na zlepšenie ľudského prostredia“. Potom sa tvrdilo, že nový systém môže doslova postaviť na nohy aj zdravotne postihnutých ľudí z prvej skupiny.
Niekoľko dní pred začiatkom decembrovej výstavy hovorili zástupcovia SWSU o nadchádzajúcom podpise zmluvy s ministerstvom obrany, v súlade s ktorou bude vyvinutá nová verzia exoskeletu, určená na prevádzku vojskami. Vojenské oddelenie vyjadrilo záujem poskytnúť projektu finančnú podporu. Podľa správ bude na základe príkazu ministerstva obrany najskôr vytvorený systém na zlepšenie fyzických schopností používateľa. Takýto exoskelet môže byť použitý na prepravné účely, ako aj pri nakladaní. V budúcnosti sa môže objaviť podobný systém, určený na použitie priamo v nepriateľstve a so zodpovedajúcimi konštrukčnými vlastnosťami.
V súčasnosti sa v našej krajine vyvíja niekoľko nových projektov exoskeletov na rôzne účely. Prvým takýmto systémom, ktorý môže vstúpiť na trh, môže byť napríklad vývoj špecialistov z Moskovskej štátnej univerzity s názvom ExoAtlet. Zariadenie s celkovou hmotnosťou 12 kg umožní užívateľovi pohyb, dokonca aj so zdravotným postihnutím pohybového aparátu, ako aj prenášanie bremena s hmotnosťou 70-100 kg. Špeciálna modifikácia tohto exoskeletu už bola vyvinutá a môže byť vybavená 35 kg pancierovým štítom. Táto verzia zariadenia môže byť zaujímavá pre armádu a záchranárov. Exoskelet ExoAtlet bude k dispozícii na objednávku do konca tohto roka.
Priemysel je vo všeobecnosti optimistický, pokiaľ ide o budúcnosť existujúcich návrhov exoskeletov. V apríli minulého roku vedúci oddelenia zdravotníckeho vybavenia United Instrument-Making Corporation Alexander Kulish uviedol, že s dodávkou armádnych exoskeletov, ktoré výrazne zvyšujú silu bojovníkov, treba počítať v priebehu nasledujúcich piatich rokov.. Vo veľmi blízkej budúcnosti teda môže začať vývoj nových technológií, ktoré sa môžu dosť rozšíriť.
Podoba armádneho exoskeletu z Juhozápadnej štátnej univerzity je stále neznáma. Možno to bude podobné existujúcim návrhom, ale mali by ste od nich očakávať veľa rozdielov. Je známe, že vzorka takéhoto zariadenia bude predvedená začiatkom septembra počas výstavy „Army-2016“. Napriek tomu je možné, že „premiéra“tohto systému sa uskutoční skôr. Tak či onak, ministerstvo obrany môže počítať so vznikom nového špeciálneho vybavenia, ktoré zvýši schopnosti vojakov pri riešení určitých úloh.
