Журнал «Юный техник»: Юный техник, 2007 № 09

Костюм с мускулами

Слышал, что в Японии созданы перчатки, делающие человека силачом. А нельзя ли сделать костюм, который любого сделает Геркулесом?

Алексей Новгородкин,

г. Саратов

Идея эта уже более полувека, что называется, носится в воздухе. Например, сотрудники Корнельской авиационной лаборатории (г. Буффало, штат Нью-Йорк) Билл Милликен и Греди Айкен в середине 50-х годов XX века высказали идею использования сервомеханизма, дублирующего строение и движения человеческого тела, и даже попытались разработать основные принципы его конструкции, изучая естественные движения человека.

С самого начала идея состояла в том, чтобы сохранить способность человека к принятию решений и увеличить его физическую силу с помощью так называемого «усилителя механической мощности человека» (УММЧ). Немного позднее, в марте 1968 года, журнал «Продактс инжиниринг», описывая работы фирмы «Дженерал Электрик», привел слова Ральфа Мошера, руководившего этими работами. «Я полагаю, что главное — это разработать снабженный механическим приводом внешний скелет, который сможет носить человек», — сказал он.

Говоря иначе, инженеры «Дженерал Электрик» хотели создать шагающую машину, способную воспроизводить и усиливать движения рук и ног человека, как минимум, в 25 раз!

Предполагалось, что силач в таком костюме осилит любого противника на поле боя, сможет без устали переносить любые грузы, будет способен без подъемного крана и лебедки осуществлять монтаж тяжелых механизмов и конструкций…

Первая трудность, с которой столкнулись создатели экзоскелетона — такое название получил данный механизм, — состояла в том, что было непонятно, каким образом лучше приводить в действие рычаги, усиливающие деятельность ног, рук и корпуса? Использовать электродвигатели? Гидравлику? То и другое вместе?

Однако, когда попробовали оснастить каждый шарнир внешнего скелета соответствующими приводами, оказалось, что просто не хватает места, чтобы разместить все моторы, узлы и детали. Осуществление проекта отложили до лучших времен. Такие времена наступили лишь в 90-е годы прошлого столетия, когда были созданы довольно миниатюрные и в то же время достаточно мощные серводвигатели. В разных странах мира, в том числе и в России, было создано несколько экспериментальных экзоскелетонов. Скажем, на кафедре гидромеханики, гидромашин и гидроприводов МГТУ им. Н.Э.Баумана кандидатом технических наук А.К.Ковальчуком под руководством доцента С.Е. Семенова была создана шарнирная конструкция, внешне напоминающая робота. Приводилась она в действие опять-таки гидравликой (подробности см. в «ЮТ» № 4 за 1999 г.), а потому получилась довольно громоздкой и медлительной.

Современный экзоскелетон пока лучше демонстрировать на манекене, а не на человеке.

Следующий шаг сделали японцы. Так, в начале уже нынешнего столетия инженер Йошиюку Санкаи, работающий в университете города Тсукуба, представил прототип специального костюма под названием HAL, на разработку которого он потратил около 10 лет.

Эту конструкцию человек надевает на себя. Причем, как сообщил автор разработки, пользоваться этим костюмом могут даже инвалиды с нарушениями опорно-двигательного аппарата.

Последняя и наиболее продвинутая модель костюма, HAL-5, была продемонстрирована на японской выставке Robot Expo в конце 2006 года и вызвала весьма… скептические отзывы. Дескать, костюм неудобен, громоздок, поскольку приводится в движение опять-таки гидравликой.

Тем не менее, создатель костюма не забросил свою разработку и полагает, что после небольшой доработки его детище будет полностью готово к массовому производству.

Голубые трубки жилета Power Jacetи есть аналоги обычных мышц. Конечно, конструкция стала компактнее, чем раньше, но до идеала ей, согласитесь, пока далеко.

К концу текущего года Йошиюку Санкаи намерен выпустить, по меньшей мере, два десятка HAL-5. А еще через год-полтора, уверяет он, количество серийно выпущенных робокостюмов достигнет 400–500.

Первая партия устройств будет отдана госпиталю города Тсукуба, а вот куда пойдут остальные, пока неизвестно. Не исключено, что костюмами заинтересуется Минобороны.