Уже сейчас экзоскелет - ожившая фантазия, устройство, позволяющее обычному человеку получить физические данные супергероя. Но даже это еще далеко не предел технических возможностей современности.

Всего на настоящий момент существует несколько разновидностей экзоскелетов. В зависимости от назначения они могут быть военными или медицинскими. Первые позволяют многократно увеличивать силу и выносливость бойца: теперь он может бежать несколько часов без перерыва, без труда перенося грузы до 140 кг. Медицинские экзоскелеты сделаны для помощи людям с ограничением подвижности конечностей, подобные модели дают им возможность самостоятельно передвигаться и жить полноценной жизнью.

Трудности разработки современных экзоскелетов

Во всем мире разработка военных и медицинских экзоскелетов идет параллельно. Большинство отечественных продуктов производится на основе идей Николая Ягна - русского ученого, который еще в 1890-х годов начал первые изыскания в области создания экзоскелета. В 1960-х годах его проекты дорабатывали и совместно развивали югославские изобретатели и работники Московского института травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова. Некоторые из предложенных Ягном идей используются в работе и сегодня.

Несмотря на стремительное развитие современных технологий, ученые, работающие над созданием удобного, функционального и доступного экзоскелета, сталкиваются с рядом трудностей. И самая главная из них - ограниченность действия энергоносителей. Даже самая мощная батарея не способна обеспечить длительную автономную работу. Ее нужно или заряжать, или заменять, или подключать аппарат к проводному источнику питания. Ученые рассматривали возможность заменить батареи двигателем внутреннего сгорания или электрохимическими топливными элементами. Но в первом случае это значительно увеличивает размер экзоскелета, а во втором - требуется дополнительная система охлаждения, что опять-таки не удобно. Идеальный вариант - беспроводная передача энергии, но четкого механизма технической реализации пока нет.

Вторая серьезная проблема, которую предстоит решить ученым, - поиск супер легкого материала для изготовления каркаса. Первые экзоскелеты делали из алюминия и стали, но сталь оказалась слишком тяжелой, а алюминий накапливал усталость, что исключало возможность высоких нагрузок. Существующие сверхлегкие материалы, вроде титана или углеродного волокна, подходят по эффективности, но слишком дороги в использовании.

Наконец, третья проблема - управление. Сложность заключается в том, что экзоскелет должен быть одновременно отзывчивым, но при этом защищать пользователя от рассинхронизации движений. Отдельно требуется и особая система распознавания непреднамеренных действий, которая убережет от негативных последствий при внезапном резком движении, вроде чихания или кашля.

Чего же удалось добиться ученым на сегодняшний день? Самым впечатляющим примером военного экоскелета считается HULC (Human Universal Load Carrier). Он работает от литий-полимерных батарей, рассчитан примерно на 72 часа непрерывного движения. Такой экзоскелет позволяет переносить до 140 килограммов груза. Работает он при любой температуре и влажности.

Разработка медицинских экзоскелетов

Не менее впечатляющих успехов ученые достигли и в разработке медицинских экзоскелетов. Так как человек с ограниченными возможностями здоровья имеет больше возможностей для подзарядки механизма, в таких моделях используют бортовые сменные блоки с аккумуляторами, которые работают до полутора часов. Управляется экзоскелет с помощью приложения для смартфона или специального джойстика. Контролируют движения пациента до 30 бортовых микропроцессоров. Устройство выдерживает человека весом до 100 кг. При этом его движения максимально легкие, комфортные и физиологически полностью соответствуют правильной походке. Вес самой системы обычно составляет менее 20 кг. Средняя мировая цена на медицинский экзоскелет - около 90 тысяч долларов.

Сегодня отрасль роботостроения стремительно развивается, появляются новые, более совершенные и, что особенно важно, доступные для потребителей модели экзоскелетов. Компания Symbionix - одна из крупнейших в России фирм, занимающихся разработкой функционального медицинского экзоскелета. Наша цель - подарить людям с ограниченной подвижностью возможность жить полноценной жизнью, путешествовать, самостоятельно заботиться о себе. Для этого мы объединили усилия лучших инженеров, врачей и специалистов в области программирования и кибернетики. Результатом нашей работы стал современный, удобный, компактный и автономный медицинский экзоскелет. Но что особенно важно, нам удалось сделать модель, доступную для широкого круга покупателей. Экзоскелеты - это давно уже не далекое будущее, а то настоящее, что происходит на наших глазах. Чего же тогда ждать от будущего? Для нас будущее - это возможность предложить людям с ограниченной подвижностью недорогие, но при этом функциональные и удобные экзоскелеты. И сегодня мы создаем это будущее для вас.