Роботизированный костюм

Доступный ныне роботизированный костюм больше не является предметом научной фантастики и атрибутом голливудских фильмов. Благодаря исследовательским разработкам, костюмы-роботы внедряются в различные сферы человеческой деятельности: от оказания помощи пожилым людям и инвалидам в передвижении, до деятельности в экстремальных спасательных операциях на местах стихийных бедствий.

Япония, известный мировой лидер в области робототехники, находится на переднем крае разработки костюмов-роботов с автономным питанием, легкого экзоскелета, способного значительно увеличить силу и выносливость человека.

Профессор Ёсиюки Санкай из университета Цукуба и его исследовательская группа разработали так называемый «робот-костюм» HAL (Hybrid Assistive Limb). Ёсиюки Санкай является генеральным директором компании Cyberdyne Inc., которую он и его команда основали в 2004 году и начали производство и продажу костюмов-роботов.

В настоящее время в Японии роботизированные костюмы можно взять в аренду. Но Япония планирует завоевать международный рынок в этом направлении. В Европейском Союзе (ЕС) создан филиал компании Cyberdyne Inc. По словам членов исследовательской группы, этот вид робототехники в ближайшем будущем будет широко применяться как в Азии, так и в США. Сейчас Cyberdyne Inc. производит около 500 костюмов в год.

Как работает роботизированный костюм?

Костюм способствует движению через сложные комплексные технологические схемы, способные улавливать и интерпретировать сигналы мозга и другие биоэлектрические сигналы в датчики костюма. Это, в свою очередь, позволяет контролировать и управлять движением своей волей даже в том случае, когда владелец костюма испытывает трудности с передвижением.

«Такой механизм мы назвали «добровольной системой управления», - сообщают представители Cyberdyne на своем сайте. Движения производятся посредством намерений человека, которые преобразуются в биосигналы, передающие команды в механизм костюма. Кроме того, костюм имеет «роботизированную автономную систему управления», что позволяет владельцу выполнять скоординированные, не механические движения, даже если она основана на робототехнике. HAL является самым первым в мире роботом типа «киборг», управляемый уникальной гибридной системой.

В частности движения в костюме возможны, благодаря синхронизированной работе усовершенствованной электронной схемы, встроенной в костюм. В нее входят восемь двигателей, расположенных на плечах, локтях, коленях и талии, и различные сенсорные датчики, находящиеся вокруг тела. Когда мозг посылает сигналы в мышцы, чтобы сделать какое-нибудь движение, роботизированный костюм способен уловить эти биоэлектирческие сигналы с помощью сенсорных датчиков. Компьютер, интегрированный в костюм, анализирует параметры сигналов и активизирует соответствующие электродвигатели.

Что самое удивительное - человек, одетый в такой костюм, не ощущает тяжести. К примеру, когда человек берет предмет весом 40 кг, он может почувствовать, что тот весит лишь несколько кг. Поэтому с использованием костюма-робота связывают широкий спектр применения, такие, как оказание помощи пожилым людям, содействие людям с ограниченными физическими возможностями, а также в помощи представителям профессий, в которых требуется значительная трата физических сил.

Забегая в будущее, ученые изучают еще больший спектр практических применений для роботов-экзоскелетов. Например, население, занятое в сельском хозяйстве, стареет, поэтому биоинженеры из Токийского университета сельского хозяйства и технологий в прошлом году представили прототип роботизированного костюма, спроектированного специально для пожилых работников ферм, чтобы облегчить нагрузку на мышцы во время работы.

Ожидается, что костюм, оснащенный 8 двигателями и 16 датчиками, весом 25 кг, будет доступен в Японии в течение трех лет при первоначальной стартовой цене от 500 000 иен до 1 миллиона иен (около $ 5000 до $ 10000 ).

Кроме того, электронный гигант, компания Matsushita Electric Industrial, расположенный вблизи Осаки, создал Activelink Co., венчурный обуви и других механизмов и связанных с ними технологий робототехники.

США также сообщили об успехе проекта Калифорнийского университета эргономики и робототехники, который спонсировало Агентство передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA). Проект направлен на создание автономного экзоскелета, который позволяет владельцу совершать действия, требующие значительных нагрузок или преодоления больших расстояний без снижения гибкости.