हमारे पूरे इतिहास में, मनुष्य के पास हमेशा उठाने की ताकत का अभाव रहा है भारी वस्तुएं, अधिक प्रभाव शक्ति और सहनशक्ति रखते हैं। लेकिन विज्ञान और प्रौद्योगिकी के लिए धन्यवाद, लोग अभी भी अपनी ताकत क्षमताओं को बढ़ाने में सक्षम थे। इस प्रकार एक्सोस्केलेटन प्रकट हुए - विशेष सूट जो बाहरी फ्रेम के माध्यम से मानव शक्ति को बढ़ाते हैं।

इन उपकरणों की ख़ासियत उनकी हल्कापन और सभी मानव आंदोलनों को यंत्रवत् दोहराने की क्षमता है। सहमत हूँ, यह आधुनिक तकनीक में एक बड़ी और महत्वपूर्ण उपलब्धि है, जिसका उपयोग चिकित्सा, सैन्य उद्देश्यों, विकिरण के खतरों वाले स्थानों, निर्माण और उद्योग में किया जाता है।

एक्सोस्केलेटन की मदद से, एक सैनिक अपने ऊपर अधिक हथियार ले जा सकता है, वह दुश्मन की गोलियों से काफी हद तक सुरक्षित रहता है, और अपनी गतिविधियों में तेज़ और अधिक सक्रिय होता है। चूंकि सूट मुख्य ताकतों पर कब्जा कर लेता है, एक व्यक्ति अधिक ऊर्जा बचाता है और निश्चित रूप से, उसका स्वास्थ्य।

ज़रा सोचिए कि एक्सोस्केलेटन चिकित्सा में कितना उपयोगी है! यह उन विकलांगों के लिए एक ईश्वरीय देन है जिन्होंने पूरी तरह से विश्वास खो दिया है कि वे फिर से चल पाएंगे, और लकवाग्रस्त लोग एक विशेष सूट पहनकर विचार की शक्ति से अपने अंगों को हिलाने में सक्षम होंगे।

चूंकि एक्सोस्केलेटन सार्वभौमिक उपकरण हैं, इसलिए उनका उपयोग मानव जीवन के किसी भी क्षेत्र में किया जा सकता है जहां अतिरिक्त ताकत की आवश्यकता होती है। आप उन्हें विज्ञान कथा साहित्य, कॉमिक्स, वीडियो गेम और फिल्मों (एलियंस, आयरन मैन, अवतार और अन्य) में पा सकते हैं।

हालाँकि एक्सोस्केलेटन का उपयोग पहले से ही लोगों द्वारा विभिन्न स्थितियों में किया जाता है, फिर भी इन्हें विकसित किया जा रहा है, प्रयोगशाला विकास की आवश्यकता है और ये बहुत महंगे हैं। आइए देखें कि एक्सोस्केलेटन अपने निर्माण के क्षण से लेकर आज तक किस पथ पर आए हैं।

बाह्यकंकालों के विकास का इतिहास

एक्सोस्केलेटन के पहले आविष्कारक रूसी इंजीनियर निकोलाई यागन हैं, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में रहते थे और काम करते थे और 1890 के दशक में उन्होंने कई तकनीकों का पेटेंट कराया, जिससे मनुष्यों के लिए चलना, दौड़ना और कूदना आसान हो गया। यागन ने सेना की मदद के लिए अपने विकास का उपयोग करने की योजना बनाई।

1960 के दशक में, जनरल इलेक्ट्रिक ने दुनिया को हार्डीमैन सूट के विकास से परिचित कराया। यह उपकरण एक आधुनिक एक्सोस्केलेटन का एक मॉडल था जो 110 किलोग्राम तक वजन वाली वस्तुओं को उठा सकता था, पानी, जमीन और यहां तक ​​कि अंतरिक्ष में भी काम कर सकता था। लेकिन इन सभी उच्च आकांक्षाओं के बावजूद, इसके अत्यधिक भारी डिजाइन और धीमी गति से संचालन के कारण विकास कभी सफल नहीं हुआ।

1970 के दशक में, यूगोस्लाव वैज्ञानिक मियोमिर वुकोब्राटोविक ने एक वायवीय रूप से संचालित एक्सोस्केलेटन बनाया, जो लकवाग्रस्त लोगों को अपने पैरों पर वापस आने में मदद करने वाला था। रूसी और यूरोपीय वैज्ञानिकों ने बाद में अपनी तकनीक बनाते समय वुकोब्राटोविक की परियोजना को आधार के रूप में लिया। इस प्रकार, 1980 के दशक की शुरुआत में, विकलांग लोगों के लिए सेंट्रल इंस्टीट्यूट ऑफ ट्रॉमेटोलॉजी एंड ऑर्थोपेडिक्स से एन.एन. प्रायरोव के नाम पर एक एक्सोस्केलेटन सामने आया।

ऊर्जा संसाधनों की कमी, वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति की धीमी प्रगति, सामग्री विज्ञान और अन्य संबंधित विज्ञानों के विकास ने एक्सोस्केलेटन के विकास में काफी बाधा डाली। केवल 2000 के दशक में ही इस क्षेत्र में वास्तविक उपलब्धियाँ सामने आईं।

अमेरिकी सैन्य अनुसंधान एजेंसी DARPA के वैज्ञानिकों ने 2007 में लेडी वॉरियर प्रोजेक्ट बनाया। यह उपकरण एक निहत्था और निहत्था पूर्ण एक्सोस्केलेटन था जो केवल एक व्यक्ति के हाथों और पैरों को मजबूत करने वाला था।

बाद में 2008 में, साइबरडाइन ने एचएएल रोबोटिक सूट को दुनिया के सामने पेश किया, जिसमें महत्वपूर्ण सुधार शामिल थे, विशेष रूप से, एक हल्का शरीर, एक अंतर्निर्मित कंप्यूटर और स्वायत्त बैटरी से संचालन, जिसका चार्ज कुछ घंटों तक लगातार चलने के लिए पर्याप्त था। संचालन। एक्सोस्केलेटन का मुख्य उद्देश्य विकलांग और लकवाग्रस्त लोगों की मदद करना है।

आजकल, एक्सोस्केलेटन का विकास अधिक से अधिक गति प्राप्त कर रहा है, और पैनासोनिक, एकसो बायोनिक्स, लॉकहीड मार्टिन, डीएआरपीए और अन्य कंपनियां हर साल अपने उपकरणों को प्रदर्शनियों में पेश करती हैं, जो बढ़ते प्रदर्शन और तकनीकी नवाचारों से प्रभावित करती हैं।

बाह्यकंकालों के अनुप्रयोग क्षेत्र

जैसा कि आप पहले से ही जानते हैं, एक्सोस्केलेटन के अनुप्रयोग के मुख्य क्षेत्र सैन्य और चिकित्सा हैं। लेकिन ये उपकरण ऐसे क्षेत्रों में भी बहुत उपयोगी होते हैं जहां विकिरण का खतरा होता है, या समुद्र की गहराई पर विजय प्राप्त करते समय, जहां एक रोबोटिक सूट पारंपरिक स्पेससूट की तुलना में हल्का और अधिक प्रभावी होगा, साथ ही भूकंप के बाद और निर्माण में मलबे को साफ करते समय भी बहुत उपयोगी होते हैं। .

चिकित्सा में एक्सोस्केलेटन

रोबोटिक सूट चिकित्सा प्रौद्योगिकी में एक सच्चा नवाचार है। जिन मरीजों को रीढ़ और अंगों में गंभीर चोटें आई हैं, या स्ट्रोक के बाद लकवाग्रस्त लोग, अपने जीवन की गुणवत्ता में सुधार के लिए एक्सोस्केलेटन का उपयोग कर सकते हैं। लेकिन, निश्चित रूप से, हर कोई इस तरह के चिकित्सीय उपकरण को वहन नहीं कर सकता, क्योंकि एक मेडिकल एक्सोस्केलेटन की औसत लागत 90 हजार अमेरिकी डॉलर है।

हम पहले ही साइबरडाइन के एचएएल एक्सोस्केलेटन का उल्लेख कर चुके हैं। इसका उद्देश्य विकलांग लोगों को चलने की क्षमता प्रदान करना है। डिवाइस के दो मुख्य प्रकार हैं: HAL-3 और HAL-5। 2011 में इसकी प्रस्तुति के बाद से, जापान में 130 चिकित्सा संस्थानों ने एचएएल को सेवा में स्वीकार कर लिया है।

सूट के नवीनतम मॉडल का वजन लगभग 10 किलोग्राम है और यदि कोई ओवरलोड न हो तो यह 3 घंटे तक काम करता है। विशेष सेंसर मांसपेशियों से निकलने वाले बायोइलेक्ट्रिकल संकेतों से रीडिंग लेते हैं, और सर्वो द्वारा लगाए गए बल की गणना करने के लिए कंप्यूटर द्वारा विश्लेषण किया जाता है। इसी समय, एक उपकरण की औसत लागत इतनी अधिक नहीं है - $4,200।

अर्गो मेडिकल टेक्नोलॉजीज का रीवॉक विकलांग लोगों के लिए एक और एक्सोस्केलेटन है। जून 2014 में, अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन ने इस एक्सोस्केलेटन को मंजूरी दे दी, जिससे व्यावसायिक उपयोग का रास्ता खुल गया। सिस्टम का वजन लगभग 23.3 किलोग्राम है, यह विंडोज़ पर चलता है और उपयोगकर्ता को संचालन के तीन मोड प्रदान करता है: चलना, बैठना और खड़ा होना। लागत: 70 से 85 हजार अमेरिकी डॉलर तक। यह डिवाइस लगातार 8 घंटे तक काम कर सकता है।

2015 में कंपनी ने रिलीज किया नया संस्करणरीवॉक पर्सनल 6.0 में कई डिज़ाइन सुधार शामिल हैं - लेग ब्रेसिज़ पतले हैं, समर्थन पट्टियाँ पूरे शरीर में वजन को अधिक समान रूप से वितरित करती हैं, और बैकपैक जिसमें पहले प्रोसेसर होता था उसे एक छोटे केस से बदल दिया गया है। नया रीवॉक पहनने वाला मरीज पूरी तरह से चलने, बैठने और यहां तक ​​कि सीढ़ियां चढ़ने में भी सक्षम होगा।

चिकित्सा जगत में 3डी प्रिंटिंग तेजी से लोकप्रिय हो रही है। 3डी प्रिंटर का उपयोग करके, आप रोगी के शरीर की व्यक्तिगत विशेषताओं के अनुरूप एक एक्सोस्केलेटन बना सकते हैं। इस प्रकार, 3डी सिस्टम के विशेषज्ञों ने एक लकवाग्रस्त मरीज के शरीर को स्कैन किया और एकसो बायोनिक्स के साथ मिलकर एक एक्सोस्केलेटन मुद्रित किया जिसे आत्मविश्वास से रोबोट कहा जा सकता है। यह उन लोगों के लिए बनाया गया था जो अपने पैरों पर स्वतंत्र रूप से चलने की क्षमता खो चुके हैं। तंत्र किसी व्यक्ति के निचले अंगों को स्वतंत्र रूप से हिलाकर मांसपेशी शोष या पक्षाघात की भरपाई करता है। यह उपकरण अब संयुक्त राज्य अमेरिका के अस्पतालों और पुनर्वास केंद्रों में सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।

रूस में, मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी में रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ मैकेनिक्स के वैज्ञानिकों की एक टीम मेडिकल एक्सोस्केलेटन विकसित कर रही है। रूसी परियोजनाबिगड़ा हुआ लोकोमोटर फ़ंक्शन वाले लोगों के पुनर्वास सहित किसी व्यक्ति की शारीरिक क्षमताओं को बढ़ाने के लिए एक्सोस्केलेटन को एक्सोएटलेट कहा जाता है। नियंत्रण प्रणाली मस्तिष्क और इलेक्ट्रोमायोग्राम से संकेतों पर बनाई गई है और स्वचालित रूप से रोगी की गति को सुनिश्चित करती है, सबसे प्राकृतिक मानव चलने को दोहराती है, जो मोटर और तंत्रिका गतिविधि को बहाल करने की प्रक्रिया को काफी तेज कर सकती है।

अपने विशेष डिज़ाइन के लिए धन्यवाद, यह उपकरण वजन को पुनर्वितरित करने की अनुमति देता है ताकि एक मानव ऑपरेटर अतिरिक्त मोटर या बिजली स्रोतों के उपयोग के बिना 100 किलोग्राम तक कार्गो ले जा सके। डिवाइस का वजन ही 12 किलो है। एक्सोस्केलेटन की कीमत लगभग 30 हजार अमेरिकी डॉलर है।

मेडिकल एक्सोस्केलेटन के क्षेत्र में नवीनतम उपलब्धियों में से एक अमेरिकी कंपनी सूटएक्स का फीनिक्स डिवाइस है। 40 हजार अमेरिकी डॉलर की लागत पर, डेवलपर्स इसे सबसे किफायती बायोनिक एक्सोस्केलेटन के रूप में रखते हैं। डिवाइस में एक हिप जॉइंट मॉड्यूल, दो घुटने के मॉड्यूल और पैर के मॉड्यूल होते हैं, जिन्हें प्रत्येक रोगी की व्यक्तिगत आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित किया जाता है। चलने के मापदंडों को फिजियोथेरेपिस्ट की मदद से समायोजित किया जा सकता है मोबाइल एप्लिकेशनएंड्रॉयड के लिए। यह उपकरण बहुत हल्का है, केवल 7 किलोग्राम, 3.2 किमी/घंटा की अधिकतम गति से लगातार चलने पर 4 घंटे तक काम कर सकता है। उल्लेखनीय है कि डेवलपर्स सस्ते सर्वो और सेंसर का उपयोग करके अपने डिवाइस की लागत को यथासंभव कम करने की कोशिश कर रहे हैं, और वादा करते हैं कि 2016 में पहले से ही फीनिक्स 20 हजार अमेरिकी डॉलर तक की कीमत पर उपलब्ध होगा।

एक्सोस्केलेटन के अन्य अनुप्रयोग

एक्सोस्केलेटन का उपयोग मानव गतिविधि के अन्य क्षेत्रों में भी किया जाता है। इन्हें निर्माण श्रमिकों, आपातकालीन कर्मचारियों, अग्निशामकों और बचावकर्मियों द्वारा पहना जा सकता है।

उदाहरण के लिए, पैनासोनिक के डिवीजनों में से एक, एक्टिवलिंक ने 2015 में पावर लोडर नामक एक्सोस्केलेटन की एक श्रृंखला जारी की, जो गोदामों और विनिर्माण में भारी भार के साथ काम करने वाले लोगों के लिए डिज़ाइन की गई है। पावर लोडर का वजन 40 किलोग्राम है, यह आपको 30 किलोग्राम तक कार्गो उठाने की अनुमति देता है और 26 घंटे तक स्वायत्त रूप से काम करता है। ऐसे एक्सोस्केलेटन की कीमत 5 से 7 हजार अमेरिकी डॉलर तक होती है।

इस श्रृंखला में हाल ही में जारी AWN-03 एक्सोस्केलेटन भी शामिल है, जिसे विशेष रूप से काठ के समर्थन के लिए डिज़ाइन किया गया है। भारी वस्तुओं को उठाते और पकड़ते समय यह स्वचालित रूप से उपयोगकर्ता की गति को महसूस करता है और मोटरों को गियर घुमाने के लिए एक संकेत भेजता है। सिस्टम की विशेषता यह है कि यह उपयोगकर्ता के शरीर के ऊपरी हिस्से को ऊपर उठाता है और परिणामस्वरूप, पीठ के निचले हिस्से पर भार कम करता है।

पैनासोनिक के एक और नए सूट को "निंजा" कहा जाता है और यह उपयोगकर्ता को चलने और दौड़ने में मदद करता है, जैसे कि खड़ी पहाड़ी पगडंडियों और जंगलों में नेविगेट करना।

फुल-बॉडी एक्सोस्केलेटन के अलावा, विशिष्ट कार्य करने के लिए डिज़ाइन किए गए सीमित उपकरण तेजी से लोकप्रिय हो रहे हैं। उदाहरण के लिए, नूनी की चेयरलेस चेयर आपको खड़े होकर बैठने की अनुमति देती है। यह उपकरण उन लोगों के लिए उपयुक्त है जो लंबे समय तक खड़े होकर समय बिताते हैं, उदाहरण के लिए, कन्वेयर बेल्ट ऑपरेटर, कैशियर, सुपरमार्केट प्रशासक, सुरक्षा गार्ड। जब एक्सोस्केलेटन सक्रिय होता है, तो शॉक अवशोषक सक्रिय हो जाते हैं, जिससे यह एक आरामदायक कुर्सी में बदल जाता है जो पैर की मांसपेशियों और जोड़ों में तनाव से राहत देता है। चेयरलेस चेयर का फ्रेम एल्यूमीनियम और कार्बन फाइबर से बना है, जिसका वजन केवल 2 किलोग्राम है। 6V की बैटरी डिवाइस को 24 घंटे तक पावर देती है।

अन्य उपकरणों के बीच, कनाडाई कंपनी पोर्ट होप - एआरएआईजी के एक आविष्कार पर प्रकाश डाला जा सकता है। गेमर्स के लिए यह खास सूट है। यह मालिक को खेल के प्रभाव को शारीरिक रूप से महसूस करने की अनुमति देता है। एआरएआइजी एक जैकेट है जिसमें एक डिकोडर, एक्सोस्केलेटन और कृत्रिम त्वचा होती है। कंपन मोटर्स को एक्सोस्केलेटन में बनाया गया है, जिसकी बदौलत एक व्यक्ति वास्तव में विभिन्न खेल प्रभावों को महसूस करता है: गोलियों की मार, विस्फोटों से सदमे की लहरें, बारिश, टैंकों की पटरियों के नीचे की जमीन का हिलना आदि। इस असामान्य डिवाइस के कॉलर में 6 स्पीकर छिपे हुए हैं। यह भी महत्वपूर्ण है कि ARAIG किसी भी गेमिंग प्लेटफ़ॉर्म के साथ संगत हो, और इसकी लागत $300 से अधिक न हो।

बाह्यकंकालों का उपयोग अंतरिक्ष गतिविधियों में भी सफलतापूर्वक किया जाता है। नासा के पास अपनी सेवा में X1 एक्सोस्केलेटन है, जिसका वजन 25 किलोग्राम है और इसे गुरुत्वाकर्षण की अनुपस्थिति में अंतरिक्ष यात्रियों को अच्छे शारीरिक आकार में रखने, मांसपेशियों और स्नायुबंधन पर तनाव प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

एक्सोस्केलेटन का वर्तमान और भविष्य

सभी रोबोटिक उपकरणों की तरह, एक्सोस्केलेटन को पूर्णता के रास्ते पर कई चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। यदि आप एक पारंपरिक एक्सोस्केलेटन को अलग करते हैं, तो आपको एक शक्ति स्रोत, एक यांत्रिक कंकाल, और मिलता है सॉफ़्टवेयर. और यदि अंतिम दो बिंदुओं से सब कुछ स्पष्ट है, तो पहला एक गंभीर समस्या है।

आज कोई भी आधुनिक बिजली स्रोत एक्सोस्केलेटन को केवल कुछ घंटों की बैटरी लाइफ प्रदान कर सकता है। फिर उपकरण या तो तार से या सौर बैटरी से संचालित होता है। ऐसे एक्सोस्केलेटन हैं जो गैर-रिचार्जेबल बैटरी पर चलते हैं, जिन्हें अक्सर बदलना पड़ता है। इस संबंध में, डेवलपर्स एक शक्तिशाली बैटरी या, अजीब तरह से पर्याप्त, वायरलेस ऊर्जा संचरण के रूप में एक्सोस्केलेटन के लिए एक उपयुक्त शक्ति स्रोत खोजने की कोशिश कर रहे हैं। भविष्य में, इस प्रक्रिया को परमाणु रिएक्टर सहित किसी बड़े रिएक्टर से भी अंजाम दिया जा सकता है। अब बस इस स्थानांतरण के लिए एक विधि का आविष्कार करना बाकी है।

जब फ्रेम की बात आती है, तो अधिकांश एक्सोस्केलेटन एल्यूमीनियम और स्टील से बने होते हैं। लेकिन ये बहुत भारी सामग्रियां हैं, जो सूट की प्रभावशीलता को काफी कम कर देती हैं। टाइटेनियम या कार्बन फाइबर जैसी हल्की, मजबूत सामग्री एक्सोस्केलेटन को हल्कापन और उच्च प्रदर्शन प्रदान कर सकती है। आज ये बहुत महंगी सामग्रियां हैं, लेकिन हमें उम्मीद है कि भविष्य में ये और अधिक किफायती होंगी।

एक्सोस्केलेटन के साथ अगली समस्या ड्राइव की है। आमतौर पर, हाइड्रोलिक सिलेंडर का उपयोग रोबोटिक सूट के डिजाइन में किया जाता है। वे काफी शक्तिशाली हैं और उच्च परिशुद्धता के साथ काम कर सकते हैं। लेकिन ये सिलेंडर बहुत भारी होते हैं और इनके लिए होज़ और ट्यूब की आवश्यकता होती है। इस समस्या का समाधान वायवीय ड्राइव, साथ ही इलेक्ट्रॉनिक आधारित सर्वो ड्राइव हो सकता है। ये तंत्र न्यूनतम ऊर्जा खपत करते हुए चुम्बकों से संचालित होंगे।

एक्सोस्केलेटन बनाते समय एक बड़ी चुनौती उपयोगकर्ता की गतिविधियों का नियंत्रण और विनियमन है। आमतौर पर, सेंसर मानव शरीर की गतिविधियों को पढ़ते हैं, और तंत्र समकालिक रूप से उन पर प्रतिक्रिया करता है। लेकिन इतना पर्याप्त नहीं है। कोई भी आकस्मिक गतिविधि नियंत्रण सिंक्रनाइज़ेशन को बाधित कर सकती है, और सूट उपयोगकर्ता को आसानी से घायल कर सकता है। इसलिए, नियंत्रण घटकों को सक्रिय रूप से छींकने या खांसने जैसी यादृच्छिक उपयोगकर्ता गतिविधियों का पता लगाना चाहिए ताकि सिस्टम क्रैश न हो।

अधिक से अधिक वैज्ञानिक मस्तिष्क-मशीन इंटरफ़ेस पर काम कर रहे हैं जो किसी को विचार की शक्ति से बाह्यकंकाल को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। इसका एक उल्लेखनीय उदाहरण कोरिया विश्वविद्यालय और बर्लिन के तकनीकी विश्वविद्यालय द्वारा हाल ही में विकसित मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफ़ेस है।

इंटरफ़ेस उपयोगकर्ता के सिर पर एक विशेष टोपी के माध्यम से एक्सोस्केलेटन के साथ इंटरैक्ट करता है जो ईईजी रिकॉर्ड करता है। इस प्रकार, मस्तिष्क के संकेतों को पढ़ा जाता है और गति का आवश्यक तरीका निर्धारित किया जाता है। यह तकनीक आपको उन रोगियों के लिए भी एक्सोस्केलेटन को नियंत्रित करने की अनुमति देती है जिनके शरीर पर स्वैच्छिक नियंत्रण की कमी है। यह महान उपलब्धि, और अब वैज्ञानिक केवल इसे जीवन में लागू करने के लिए प्रौद्योगिकी को परिष्कृत कर सकते हैं।

निष्कर्ष

एक्सोस्केलेटन की विशेषताओं की जांच करने के बाद, हम ध्यान देते हैं कि यह प्रौद्योगिकी का एक वास्तविक चमत्कार है, जो उन चीजों को वास्तविकता में बदल देता है जो पहले असंभव थीं। यह न केवल अत्यधिक ताकत हासिल करने का एक उपकरण है, बल्कि एक लकवाग्रस्त व्यक्ति के लिए स्वतंत्र रूप से चलने की आखिरी उम्मीद भी है। इसके अलावा, उद्योग, निर्माण और यहां तक ​​कि अंतरिक्ष में किसी भी समस्या को भी इन प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके हल किया जा सकता है।

लेकिन हमारे जीवन में बड़े पैमाने पर परिचय के रास्ते पर, एक्सोस्केलेटन को उच्च लागत सहित कई समस्याओं को दूर करना होगा। हमें विश्वास है कि भविष्य में ये उपकरण आम लोगों के लिए अधिक सुलभ होंगे और कंप्यूटर की तरह ही आम हो जाएंगे सेल फोन, हमें एक नए तकनीकी स्तर पर जीवन प्रदान करना।

PISCES (तैराकी के लिए प्रदर्शन में सुधार सेल्फ कंटेन्ड एक्सोस्केलेटन) परियोजना एक ऐसा सूट बनाने के लिए समर्पित है जो एक व्यक्ति को पेंगुइन, समुद्री कछुए, डॉल्फ़िन और अन्य जानवरों की तरह आसानी से और स्वाभाविक रूप से तैरने में मदद करेगा जो इस तत्व में स्वतंत्र महसूस करते हैं।
सैन्य शोधकर्ता लंबे समय से यांत्रिक सूट (एक्सोस्केलेटन) डिजाइन कर रहे हैं जो सुपरस्ट्रेंथ और अलौकिक सहनशक्ति प्रदान करते हैं:

सरकोस (रेथियॉन) द्वारा एक्सओएस

लॉकहीड मार्टिन HULC

अगला कदम: एक पानी के नीचे एक्सोस्केलेटन जो पहनने वाले को एक विशाल मछली या साइबोर्ग पेंगुइन में बदल देता है।
इसके अलावा, अंडरवॉटर विकल्प अल्पावधि में अधिक लाभ प्रदान कर सकता है।

यदि आप सैन्य इंजीनियरों पर विश्वास करते हैं, तो यह एक्सोस्केलेटन वास्तव में सामान्य से कुछ अलग हो जाएगा। वर्तमान में, इस उपकरण के दो संस्करण हैं: "निचले" और शरीर के "ऊपरी" भागों के लिए। पहला संस्करण 2.4 किलोग्राम सिल्वर-जिंक बैटरी द्वारा संचालित है और इसे 1 मीटर/सेकेंड की गति तक पहुंचने की अनुमति देता है, जबकि "ऊपरी" एक्सोस्केलेटन के लिए ऊर्जा स्रोत वास्तविक है मांसपेशियों की ताकतव्यक्ति।

जलीय पर्यावरण में जैविक प्रणोदन (पेंगुइन, मछली, कछुए) के सिद्धांत के संभावित लाभ स्पष्ट हैं।

चुपके में काफी वृद्धि हुई है (स्क्रू उपकरणों के विपरीत, अनमास्किंग फ़ैकोट्रा पृष्ठभूमि शोर से अलग नहीं हैं),
यह परियोजना निस्संदेह पानी के भीतर सैन्य अभियानों के संचालन के तरीके को मौलिक रूप से बदल देगी, चाहे उनमें वस्तुओं की निगरानी शामिल हो या प्रत्यक्ष तोड़फोड़ शामिल हो। फिलहाल, परियोजना विकास के चरण में है, इसलिए ऐसे एक सूट की लागत के बारे में बात करना जल्दबाजी होगी, साथ ही वे सेवा में कब दिखाई देंगे।

पीटर न्यूहौस का कहना है कि उनका पानी के नीचे एक्सोस्केलेटन अभी भी विकास में है, हाल ही में निचले शरीर के एक्सोस्केलेटन पर ध्यान केंद्रित किया गया है जो विकलांगों को चलने की अनुमति देगा।

साइबरडाइन इंक. यह एक जापानी कंपनी है जो त्सुकुबा विश्वविद्यालय में प्रोफेसर संकाई और उनकी प्रयोगशाला की उपलब्धियों का लाभ उठाना चाहती है। "एचएएल": हाइब्रिड नियंत्रण प्रणाली। एचएएल के पास दो नियंत्रण प्रणालियाँ हैं जो एक साथ मिलकर काम करती हैं।

जब कोई व्यक्ति चलने की कोशिश करता है, तो मस्तिष्क मांसपेशियों को विद्युत आवेग भेजता है। जब वे मांसपेशियों तक पहुंचते हैं, तो त्वचा की सतह पर कमजोर जैव-विद्युत संकेत दिखाई देते हैं।

त्वचा की सतह पर देखे गए कमजोर जैव-विद्युत संकेतों को नियंत्रण प्रणाली द्वारा पढ़ा जाता है, विश्लेषक को प्रेषित किया जाता है और इन संकेतों के आधार पर, बिजली इकाइयाँ (ड्राइव) टॉर्क उत्पन्न करती हैं और अंगों को चलाती हैं।

मानव गतिविधियों को कई प्राथमिक गतिविधियों के संयोजन के रूप में माना जा सकता है, जैसे कि एक वाक्य, जो
जो कई शब्दों से मिलकर बना है. किसी दिए गए आंदोलन के लिए (उदाहरण के लिए, कुर्सी से उठना)।

"एचएएल" एक डेटाबेस से छोटे आंदोलनों को एकत्र करता है, फिर उन्हें एक आंदोलन बनाने के लिए जोड़ता है।
एक डेटाबेस का उपयोग करते हुए (जो स्वचालित रूप से सेंसर द्वारा शरीर से एकत्र की गई जानकारी द्वारा पूरक होता है), "एचएएल" एक सहज ऊर्जा ड्राइव का उपयोग करके स्वायत्त रूप से हर आंदोलन का समन्वय करता है।

एचएएल-5 टाइप-बी
विशिष्टता प्रकार: पहनने योग्य रोबोट
ऊंचाई 1600 मिमी वजन कुल लगभग 23 किग्रा (निचला भाग लगभग 15 किग्रा)
बैटरी (AC100V) निरंतर संचालन समय लगभग 2 घंटे 40 मिनट
अनुप्रयोग: दैनिक गतिविधियाँ (कुर्सी से खड़ा होना, चलना, सीढ़ियाँ चढ़ना),
भारी वस्तुओं को पकड़ना और उठाना और भी बहुत कुछ... आपकी ताकत को सामान्य से 10 गुना तक बढ़ाने में सक्षम।
हाइब्रिड नियंत्रण प्रणाली इनडोर/आउटडोर वातावरण

एक्सोस्केलेटन पहले से ही तैयार हैं:

कंपनी चिकित्सा उद्देश्यों के लिए पुनर्वास और शारीरिक प्रशिक्षण के लिए, विकलांगों की सहायता के लिए, कारखानों में कड़ी मेहनत को कम करने के लिए, आपदा क्षेत्रों में बचाव कार्य करने के लिए, साथ ही मनोरंजन उद्देश्यों के लिए उपकरण का इरादा रखती है (किराया $2,200/दिन + जमा)।
2012 में, बुजुर्ग किसानों (फलों और सब्जियों की कटाई, पीठ दर्द और ऐंठन से राहत) की मदद के लिए जापानी बाजारों में एक रोबोटिक सूट दिखाई देगा।

पीएएस लगभग 15 वर्षों से विकास में है और इस वर्ष उत्पादन में आने के बाद अंततः 2012 में वास्तविक दुनिया को देखेगा। इसकी कीमत 11,000 डॉलर होगी, जिसे टोक्यो विश्वविद्यालय के प्रोफेसर शिगेकी टोयामा और उनकी टीम ने विकसित किया है कृषि.

डेविड ब्रिन के उपन्यास सनडाइवर 1979 में एक पानी के नीचे के एक्सोस्केलेटन का उल्लेख, चरित्र व्हेल वाल्डोज़
एक्सोस्केलेटन कवच की अवधारणा को पहली बार 1954 में प्रकाशित उपन्यास टॉम स्विफ्ट एंड हिज जेटमरीन में पेश किया गया था।
सबसे प्रसिद्ध कार्य का वर्णन सैन्य आवेदनएक्सोस्केलेटन, रॉबर्ट हेनलेन का उपन्यास स्टारशिप ट्रूपर्स (1959) है।
ऐसे में एक्सोस्केलेटन को देखा जा सकता है कंप्यूटर गेमजैसे स्टारक्राफ्ट, फॉलआउट, स्टॉकर, क्राइसिस; फ़िल्म स्टारशिप ट्रूपर्स, राइज़ ऑफ़ कोबरा, आयरन मैन, डिस्ट्रिक्ट नंबर 9 में

ध्वनि की गति से हवा को चीरें और क्षितिज की ओर दौड़ें, अपने लोहे के सूट में बाहें सीम पर फैलाएं। पलक झपकते ही, ट्रैफ़िक जाम में खड़े हुए बिना खुद को दुनिया में कहीं भी खोजें। हवाई जहाज या किसी मजबूत चीज़ पर सवार हुए बिना पंखों के उड़ना। जो लोग टोनी स्टार्क के बेहतरीन क्षणों में (निश्चित रूप से आयरन मैन सूट में) उसकी जगह पर नहीं रहना चाहते थे, वे मुझ पर पत्थर फेंकें। आंशिक रूप से, इन सपनों को एक एक्सोस्केलेटन द्वारा साकार किया जा सकेगा - एक उपकरण जो बाहरी फ्रेम के कारण किसी व्यक्ति की क्षमताओं (ज्यादातर शारीरिक, मांसपेशियों की ताकत) को बढ़ा सकता है। हम आपको इस सामग्री में बताएंगे कि यह उपकरण क्या है, क्या विकास पहले से मौजूद हैं और भविष्य में प्रौद्योगिकियां कैसे विकसित होंगी।

इलास्टिप्ड से "लौह पुरुष" तक

अतिशयोक्ति के बिना, विज्ञान और प्रौद्योगिकी मनुष्य और प्रकृति के बीच सरलता की सबसे भयंकर दौड़ है। अपने पूरे इतिहास में, मनुष्य अपनी आवश्यकताओं के अनुरूप अपने आसपास की दुनिया का पुनर्निर्माण करने का प्रयास करता रहा है। कहीं न कहीं वह सफल होता है, अक्सर प्रकृति को नुकसान पहुंचाए बिना नहीं। आपको उसे कहीं न कहीं देखना होगा। और जबकि अधिकांश अकशेरुकी जीवों में किसी न किसी रूप में बाहरी कंकाल होता है, मनुष्यों में नहीं होता है। लेकिन पंख नहीं थे? आजकल, एक्सोस्केलेटन का मतलब एक यांत्रिक सूट या उसका 2-2.5 मीटर ऊंचाई तक का हिस्सा है। इसके बाद "मोबाइल सूट", मेच और अन्य विशाल ह्यूमनॉइड रोबोट आते हैं। हमारे जीवन में कई अन्य चीजों की तरह, एक्सोस्केलेटन धीरे-धीरे जंगली सपनों के बीच की सीमा को पार कर रहे हैं दैनिक जीवन. मूल रूप से केवल विज्ञान कथा के विचार, अवधारणाएं, मिथक और किंवदंतियां, आज लगभग हर हफ्ते एक्सोस्केलेटन के नए संस्करण सामने आते हैं। एक्सोस्केलेटन के पहले आविष्कारक को रूसी "मैकेनिकल इंजीनियर" निकोलाई फर्डिनेंडोविच यागन माना जाता है, जिन्होंने 1890 के दशक में इस विषय पर कई पेटेंट पंजीकृत किए थे। वह अमेरिका में रहते थे, जहां, वास्तव में, उन्होंने अपने चमत्कारों का पेटेंट कराया, उन्हें प्रदर्शनियों में दिखाया और अपनी मूल भूमि पर लौटने पर उन्हें फिर से बनाया। उसके एक्सोस्केलेटन को सबसे पहले सैनिक के लिए चलना, दौड़ना और कूदना आसान बनाना था। फिर भी, रूसी प्रतिभा ने ऐसे उपकरणों की संभावित सैन्य शक्ति का पूर्वानुमान लगाया।

निकोलाई फर्डिनेंडोविच YAGN एक्सोस्केलेटन के अलावा, Yagn ने कूलिंग पर्दे, एक हाइड्रोलिक मोटर, एक ऑसिलेटिंग प्रोपेलर, एक समोवर-स्टेरलाइज़र और अन्य उपकरण विकसित किए

हार्डिमन

आइए इस बात से इनकार न करें कि विज्ञान कथा लेखकों ने एक्सोस्केलेटन के विकास में बहुत बड़ा और अपार योगदान दिया है। 1959 में, रॉबर्ट हेनलेन के प्रशंसित उपन्यास "स्टारशिप ट्रूपर्स" के बाद, यह सभी के लिए स्पष्ट हो गया कि बाहरी फ्रेम सूट सैन्य अभियानों और बहुत कुछ का भविष्य थे। और हम चले जाते हैं. पहला एक्सोस्केलेटन 1960 के दशक में अमेरिकी रक्षा विभाग के सहयोग से जनरल इलेक्ट्रिक द्वारा बनाया गया था। हार्डीमैन का वजन 680 किलोग्राम था और वह 110 किलोग्राम तक वजन उठा सकता था। अपनी सभी विशाल महत्वाकांक्षाओं के लिए - और वे इसे पानी के नीचे, और अंतरिक्ष में, और हथियार और परमाणु छड़ें ले जाने के लिए उपयोग करना चाहते थे - इसने खुद को सबसे अच्छे तरीके से नहीं दिखाया। वे आसानी से उसके बारे में भूल गए।

एक "पेडोमोटर" उपकरण जो 1917 में आविष्कारक लेस्ली एस. केली द्वारा विकसित एक्सोरस्केलेटन की याद दिलाता है।

नौ साल बाद, बेलग्रेड, यूगोस्लाविया के मिओमिर वुकोब्राटोविक ने पहला संचालित चलने वाला एक्सोस्केलेटन दिखाया, जिसका उद्देश्य पैरापलेजिया से पीड़ित लोगों को चलने की क्षमता देना था। यह उपकरण वायवीय ड्राइव पर आधारित था। एन.एन. प्रीरोव के नाम पर सेंट्रल इंस्टीट्यूट ऑफ ट्रॉमेटोलॉजी एंड ऑर्थोपेडिक्स के सोवियत वैज्ञानिकों ने वुकोब्रैटोविच के काम के आधार पर यूगोस्लाव सहयोगियों के साथ मिलकर एक्सोस्केलेटन विकसित करने की पहली पहल की। लेकिन पेरेस्त्रोइका की शुरुआत के साथ, परियोजनाएं बंद कर दी गईं, और एक्सोस्केलेटन के गुप्त भूमिगत विकास के बारे में कोई जानकारी नहीं है। लेकिन अंतरिक्ष अन्वेषण में सब कुछ ठीक था। अलग-अलग समय में विभिन्न देशकारीगरों ने विभिन्न उद्देश्यों के लिए एक्सोस्केलेटन बनाने की कोशिश की, लेकिन विभिन्न बाधाओं के कारण (जिनके बारे में हम बाद में बात करेंगे), वे बेहद खराब तरीके से सफल हुए। ऊर्जा संसाधनों की कमी, वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति की धीमी वृद्धि, सामग्री विज्ञान और अन्य संबंधित विज्ञानों का विकास, साथ ही कंप्यूटर कंप्यूटिंग और साइबरनेटिक्स का विकास, जिसकी लहर लगभग 30 साल पहले ही उठी थी, यह सब धीमा हो गया बाह्यकंकालों का विकास. बिना किसी संदेह के, ये सबसे जटिल प्रौद्योगिकियाँ हैं जिनमें लोगों को अभी तक महारत हासिल नहीं हुई है।

एक्सोस्केलेटन के साथ समस्याएं

इस ग्रह पर ऐसी बहुत सी सामग्रियां नहीं हैं जिनसे आप एक कठोर ढांचा बना सकें और जो अपने वजन से मामले को खराब न करे। किसी भी मामले में, उनमें से बहुत सारे नहीं थे, लेकिन अंतरिक्ष उड़ानों, सैन्य विकास, सामग्री विज्ञान के विकास, नैनो प्रौद्योगिकी और एक दर्जन या अन्य दिलचस्प क्षेत्रों को ध्यान में रखते हुए, मानवता धीरे-धीरे एक के बाद एक बाधाओं को दूर कर रही है। 21वीं सदी की शुरुआत में, एक्सोस्केलेटन में रुचि उल्लेखनीय बल के साथ बढ़ी और आज भी जारी है। लेकिन पहले, आइए एक्सोस्केलेटन रचनाकारों के सामने आने वाली मुख्य समस्याओं के बारे में बात करें। यदि हम एक काल्पनिक एक्सोस्केलेटन को उसके घटकों में तोड़ते हैं, तो हमारे पास होता है: एक शक्ति स्रोत, एक यांत्रिक कंकाल और सॉफ्टवेयर। और यदि अंतिम दो बिंदुओं से सब कुछ स्पष्ट प्रतीत होता है और लगभग कोई समस्या नहीं बची है, तो बिजली आपूर्ति एक गंभीर समस्या है। एक सामान्य शक्ति स्रोत होने से, इंजीनियर न केवल एक एक्सोस्केलेटन बना सकते हैं, बल्कि इसे एक स्पेससूट और एक जेटपैक के साथ भी जोड़ सकते हैं। परिणाम शायद "आयरन मैन" सूट होगा, लेकिन नया टोनी स्टार्क अभी तक सामने नहीं आया है।

पावर आज कोई भी कॉम्पैक्ट पावर स्रोत एक्सोस्केलेटन को केवल कुछ घंटों की बैटरी लाइफ प्रदान कर सकता है। अगला है तार पर निर्भरता. गैर-रिचार्जेबल और रिचार्जेबल बैटरियों की अपनी सीमाएँ होती हैं, जैसे क्रमशः प्रतिस्थापन की आवश्यकता या धीमी चार्जिंग। आंतरिक दहन इंजन बहुत विश्वसनीय होने चाहिए, लेकिन विशेष रूप से कॉम्पैक्ट नहीं। इसके अलावा, बाद के मामले में, एक अतिरिक्त शीतलन प्रणाली की आवश्यकता होगी, और आंतरिक दहन इंजन को तुरंत बड़ी मात्रा में ऊर्जा जारी करने के लिए कॉन्फ़िगर करना मुश्किल है। इलेक्ट्रोकेमिकल ईंधन कोशिकाओं को जल्दी से तरल ईंधन (उदाहरण के लिए, मेथनॉल) से भरा जा सकता है और ऊर्जा की वांछित और तत्काल रिहाई प्रदान की जा सकती है, लेकिन बेहद कम तापमान पर काम करती है। उच्च तापमान. 600 डिग्री सेल्सियस - अपेक्षाकृत हल्का तापमानऐसे शक्ति स्रोत के लिए. इसके साथ, "आयरन मैन" एक हॉट डॉग में बदल जाएगा। अजीब बात है, सबसे ज्यादा संभव विकल्पभविष्य के एक्सोस्केलेटन के लिए ईंधन मुद्दे का समाधान सबसे असंभव हो सकता है: वायरलेस ऊर्जा हस्तांतरण। यह बहुत सारे मुद्दों को हल कर सकता है, क्योंकि इसे एक मनमाने ढंग से बड़े रिएक्टर (परमाणु रिएक्टर सहित) से प्रसारित किया जा सकता है। आख़िर कैसे? प्रश्न खुला है.

फ़्रेम पहले एक्सोस्केलेटन एल्यूमीनियम और स्टील से बने होते थे, जो सस्ते और उपयोग में आसान थे। लेकिन स्टील बहुत भारी है, और एक्सोस्केलेटन को भी अपना वजन उठाने के लिए काम करना होगा। तदनुसार, यदि सूट भारी है, तो इसकी प्रभावशीलता कम हो जाएगी। एल्यूमीनियम मिश्र धातुएं काफी हल्की होती हैं, लेकिन थकान जमा करती हैं, जिसका अर्थ है कि वे उच्च भार के लिए विशेष रूप से उपयुक्त नहीं हैं। इंजीनियर टाइटेनियम या कार्बन फाइबर जैसी हल्की, मजबूत सामग्री की तलाश में हैं। वे अनिवार्य रूप से महंगे होंगे, लेकिन एक्सोस्केलेटन की प्रभावशीलता प्रदान करेंगे। ड्राइव एक विशेष समस्या उत्पन्न करती है. मानक हाइड्रोलिक सिलेंडर शक्तिशाली होते हैं और बड़ी सटीकता के साथ काम कर सकते हैं, लेकिन वे भारी होते हैं और उन्हें ढेर सारी नली और ट्यूबिंग की आवश्यकता होती है। दूसरी ओर, न्यूमेटिक्स आंदोलनों को संभालने के मामले में बहुत अप्रत्याशित हैं, क्योंकि संपीड़ित गैस स्प्रिंग्स और प्रतिक्रिया बल एक्चुएटर्स को धक्का देंगे। हालाँकि, नए इलेक्ट्रॉनिक-आधारित सर्वो विकसित किए जा रहे हैं जो मैग्नेट का उपयोग करेंगे और न्यूनतम बिजली की खपत करते हुए और छोटे होते हुए भी प्रतिक्रियाशील गति प्रदान करेंगे। आप इसकी तुलना भाप इंजन से ट्रेन में बदलाव से कर सकते हैं। आइए हम उस लचीलेपन पर भी ध्यान दें जो जोड़ों में होना चाहिए, लेकिन यहां एक्सोस्केलेटन की समस्याओं को स्पेससूट के डेवलपर्स द्वारा हल किया जा सकता है। वे आपको यह पता लगाने में भी मदद करेंगे कि सूट को पहनने वाले के आकार के अनुसार कैसे अनुकूलित किया जाए।

नियंत्रण एक्सोस्केलेटन बनाते समय एक विशेष चुनौती अत्यधिक और अवांछित गतिविधियों का नियंत्रण और विनियमन है। आप बस जाकर प्रत्येक सदस्य के लिए समान प्रतिक्रिया गति वाला एक्सोस्केलेटन नहीं बना सकते। ऐसा तंत्र उपयोगकर्ता के लिए बहुत तेज़ हो सकता है, लेकिन इसे बहुत धीमा बनाना अप्रभावी है। दूसरी ओर, आप उपयोगकर्ता पर भरोसा नहीं कर सकते हैं और शरीर की गतिविधियों से इरादों को पढ़ने के लिए सेंसर पर भरोसा नहीं कर सकते हैं: उपयोगकर्ता और सूट के आंदोलनों के डीसिंक्रनाइज़ेशन से चोट लग सकती है। दोनों अभिनय पक्षों को सीमित करना आवश्यक है। इंजीनियर इस समस्या के समाधान को लेकर अपना सिर खुजा रहे हैं। इसके अलावा, अनजाने या अवांछित आंदोलन का पहले से ही पता लगाया जाना चाहिए ताकि आकस्मिक छींक या खांसी के कारण एम्बुलेंस को बुलाना न पड़े।

बाह्यकंकाल और भविष्य

2010 में, सरकोस और रेथियॉन ने अमेरिकी रक्षा विभाग के साथ मिलकर एक्सओएस 2 लड़ाकू एक्सोस्केलेटन दिखाया, जिसका पहला प्रोटोटाइप दो साल पहले सामने आया था, लेकिन इससे कोई हलचल नहीं हुई। लेकिन XOS 2 इतना अच्छा निकला कि टाइम पत्रिका ने वर्ष के शीर्ष पांच सैन्य नवाचारों की सूची में एक्सोस्केलेटन को शामिल किया। तब से, दुनिया के अग्रणी इंजीनियर एक्सोस्केलेटन बनाने के लिए अपना दिमाग लगा रहे हैं जो युद्ध के मैदान पर लाभ प्रदान कर सकते हैं। और उसके बाहर भी.

आज हमारे पास क्या है?

रीवॉक यह एक्सोस्केलेटन 2011 में पेश किया गया था और इसे विकलांग लोगों के लिए डिज़ाइन किया गया था। जनवरी 2013 में, एक अद्यतन संस्करण, रीवॉक रिहैबिलिटेशन जारी किया गया था, और पहले से ही जून 2014 में, एफडीए ने सार्वजनिक और घर पर एक्सोस्केलेटन के उपयोग को मंजूरी दे दी, जिससे व्यावसायिक रूप से इसके लिए रास्ता खुल गया। सिस्टम का वजन लगभग 23.3 किलोग्राम है, यह विंडोज़-आधारित है और इसमें तीन मोड हैं: चलना, बैठना और खड़े होना। लागत: 70 से 85 हजार डॉलर तक.

XOS इन सैन्य एक्सोस्केलेटन की एक श्रृंखला सक्रिय विकास में है (XOS 3 अगला है)। इसका वजन लगभग 80 किलोग्राम है और मालिक 90 अतिरिक्त किलोग्राम आसानी से उठा सकता है। सूट के नवीनतम मॉडल इतने लचीले हैं कि वे आपको गेंद से खेलने की अनुमति देते हैं। जैसा कि निर्माता ध्यान देते हैं, एक XOS तीन सैनिकों की जगह ले सकता है। शायद एक्सोस्केलेटन की तीसरी पीढ़ी विज्ञान कथा फिल्मों की स्क्रीन पर जो हम देखते हैं उसके करीब होगी हाल के वर्ष. अफ़सोस, फ़िलहाल यह किसी बाहरी शक्ति स्रोत से बंधा हुआ है।

HULC. ह्यूमन यूनिवर्सल लोड कैरियर बर्कले बायोनिक्स के साथ मिलकर प्रसिद्ध कंपनी लॉकहीड मार्टिन की रचना है। यह एक्सोस्केलेटन सेना के लिए भी है। आधार हाइड्रोलिक्स और लिथियम-पॉलिमर बैटरी है। बाहरी फ्रेम को सही ढंग से लोड करके, इसका उपयोग 140 किलोग्राम तक अतिरिक्त माल ले जाने के लिए किया जा सकता है। उम्मीद है कि सैनिक 72 घंटों तक HULC अ ला "मैं और मेरे दोस्त ट्रक" का उपयोग कर सकेंगे। विकास पूरे जोरों पर है, इसलिए यह आश्चर्य की बात नहीं है कि एचयूएलसी संयुक्त राज्य अमेरिका के साथ सेवा में प्रवेश करने वाला पहला हो सकता है।

एक्सोहाइकर, एक्सोक्लाइम्बर और ईलेग्स (एक्सो)। प्रोटोटाइप, फिर से, बर्कले बायोनिक्स हैं, जिन्हें विभिन्न कार्यों को करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। माना जाता है कि पहला यात्रियों को 50 किलोग्राम तक का भार उठाने में मदद करेगा, इसे फरवरी 2005 में पेश किया गया था और इसका वजन लगभग 10 किलोग्राम है। छोटे सौर पैनल को ध्यान में रखते हुए, यह बहुत लंबे समय तक काम कर सकता है। एक्सोक्लाइंबर, एक्सोहाइकर के अतिरिक्त दस किलोग्राम का है, जो पहनने वाले को कूदने और सीढ़ियाँ चढ़ने की अनुमति देता है। 2010 में, बर्कले बायोनिक्स के विकास के परिणामस्वरूप eLEGS आया। यह प्रणाली एक पूर्ण हाइड्रोलिक एक्सोस्केलेटन है जो लकवाग्रस्त लोगों को चलने और खड़े होने की अनुमति देती है। 2011 में eLEGS का नाम बदलकर एकसो कर दिया गया। उसका वजन 20 किलो है, साथ चलता है अधिकतम गति 3.2 किमी/घंटा की गति से और 6 घंटे तक चलती है।

एचएएल. जापानी रोबोट निर्माता साइबरडाइन का एक और सनसनीखेज एक्सोस्केलेटन। इसका उद्देश्य विकलांग लोगों को चलने की क्षमता प्रदान करना है। इसके दो मुख्य प्रकार हैं: HAL-3 और HAL-5। 2011 में अपनी प्रस्तुति के बाद से, एक वर्ष से भी कम समय में, एचएएल को देश भर के 130 से अधिक चिकित्सा संस्थानों द्वारा अपनाया गया है। हालाँकि, परीक्षण पूरे 2014 और संभवतः 2015 तक जारी रहेगा। अगस्त 2013 में, एचएएल को यूरोप में मेडिकल रोबोट के रूप में उपयोग के लिए कार्टे ब्लैंच प्राप्त हुआ। सूट के नवीनतम मॉडल का वजन लगभग 10 किलोग्राम है।

एक मेडिकल एक्सोस्केलेटन की औसत लागत 90 हजार डॉलर है।

गंभीर पूर्ण-शरीर एक्सोस्केलेटन के अलावा, विशिष्ट कार्यों को करने के लिए डिज़ाइन किए गए सीमित एक्सोस्केलेटन तेजी से लोकप्रिय हो रहे हैं। उदाहरण के लिए, इस वर्ष के अगस्त में, चेयरलेस चेयर एक्सोस्टूल दिखाया गया था, जो आपको खड़े होकर बैठने की अनुमति देता है। देवू और लॉकहीड मार्टिन ने स्वतंत्र रूप से शिपयार्ड श्रमिकों के लिए एक्सोस्केलेटन का प्रदर्शन किया। ये उपकरण श्रमिकों को बहुत अधिक दबाव डाले बिना 30 किलोग्राम तक वजन वाले भार या उपकरण को पकड़ने की अनुमति देते हैं। रूस में, मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ मैकेनिक्स में एकत्रित वैज्ञानिकों की एक टीम "एक्सोएटलेट" नामक एक एक्सोस्केलेटन विकसित कर रही है। वे यूएसएसआर में शुरू हुए वुकोब्रैटोविच के विकास को जारी रखते हैं, जिसका हमने ऊपर उल्लेख किया है। इस टीम का पहला कार्यशील निष्क्रिय एक्सोस्केलेटन आपातकालीन कर्मचारियों, अग्निशामकों और बचावकर्ताओं के लिए विकसित किया गया था।

12 किलोग्राम वजन के साथ, डिज़ाइन आपको आसानी से 100 किलोग्राम तक कार्गो ले जाने की अनुमति देता है। कंपनी एक्सोएटलर-ए पावर मॉडल विकसित करने की योजना बना रही है, जो इसे 200 किलोग्राम तक वजन उठाने की अनुमति देगा, साथ ही विकलांग लोगों के पुनर्वास के लिए एक मेडिकल एक्सोस्केलेटन भी प्रदान करेगा। इन सभी परिधानों में जो समानता है वह यह है कि इन्हें अधिकतर प्रोटोटाइप के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। इसका मतलब है कि उनमें सुधार होगा. इसका मतलब यह है कि फील्ड परीक्षण उनका इंतजार कर रहे हैं। इसका मतलब है कि नए मॉडल होंगे. इसका मतलब है कि वे भविष्य हैं. यह कहना जल्दबाजी होगी कि एक कामकाजी और उपयोगी एक्सोस्केलेटन को काले बाजार में खरीदा जा सकता है। लेकिन एक शुरुआत हो चुकी है, और इस दिशा का विकास आत्मविश्वास से व्यापक मुख्यधारा में प्रवेश कर रहा है। हम अभी भी टोनी स्टार्क की पोशाक से कोसों दूर हैं, लेकिन हमें शानदार फिल्मों का आनंद लेने से कौन रोक रहा है?

एक्सोस्केलेटन से जुड़े शानदार प्रदर्शनों के प्रशंसकों के पास हमेशा देखने के लिए कुछ न कुछ होगा: "एलियंस" (1986), "आयरन मैन" (2008), "अवतार" (2009), "डिस्ट्रिक्ट नंबर 9" (2009), "द एवेंजर्स" ( 2012), "एलीसियम" (2013), "एज ऑफ टुमॉरो" (2014)। एक बात निश्चित है: भविष्य में एक्सोस्केलेटन हर जगह होंगे। वे हमारे अंतरिक्ष यात्रियों को मंगल ग्रह का पता लगाने, पहली कॉलोनी बनाने और अंतरिक्ष में आराम से नेविगेट करने में मदद करेंगे। इनका उपयोग सैन्य क्षेत्र में किया जाएगा, क्योंकि डिफ़ॉल्ट रूप से ये सैनिकों को अलौकिक शक्ति प्रदान करते हैं। वे उन लोगों को पूरी तरह से घूमने का अवसर प्रदान करेंगे जिन्होंने इसे खो दिया है। आयरन मैन सूट एक दिन वास्तविक बन जाएगा, ठीक वैसे ही जैसे आप अपने आस-पास देखते हैं।

साइंस-फिक्शन एक्शन फिल्म "एज ऑफ टुमारो" के युनाइटेड अर्थ आर्मी के सैनिक, भयानक लड़ाकू एक्सोस्केलेटन पहने हुए, जल्द ही सिल्वर स्क्रीन छोड़ सकते हैं और रोजमर्रा की जिंदगी में लौट सकते हैं। अधिक सटीक रूप से - वास्तविक युद्धों में।

टॉम क्रूज़ द्वारा अभिनीत इस ब्लॉकबस्टर का नायक, अमेरिकन मेजर केज, एक शानदार रोबोटिक फ्रेम में एक विदेशी जाति के राक्षसों से लड़ता है, जैसे कि लोकप्रिय एनीमे और साइंस फिक्शन कॉमिक्स से कॉपी किया गया हो। हालाँकि, जैसा कि सेना ने वादा किया है, अगले पाँच से दस वर्षों में, रूस, संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोपीय देशों, जापान और चीन की सशस्त्र सेनाओं के पास अपने निपटान में ऐसे सैन्य एक्सोस्केलेटन की एक पूरी श्रृंखला हो सकती है - भविष्य के उपकरण जो सैनिक बनाएंगे अथक और अजेय.

रोबोटिक सूट की संभावनाएं, उनके डेवलपर्स के अनुसार, भविष्य में लगभग असीमित हैं। आरंभ करने के लिए, यह माना जाता है कि निकट भविष्य में एक्सोस्केलेटन पहनने वाले सैनिक 450 किलोग्राम तक वजन उठाने और भार उठाने में सक्षम होंगे (सहित) भारी हथियार) 7 किमी/घंटा से अधिक की औसत गति और 4 गुना की अल्पकालिक त्वरण की संभावना के साथ बीस किलोमीटर की यात्रा के दौरान कई घंटों तक सौ वजन तक वजन उठाना। और यह भी - कई मीटर ऊंची और लंबी बाधाओं पर कूदें, रासायनिक और जैविक हथियारों, विकिरण, अन्य कठोर विकिरण और उच्च तापमान के हमलों का सामना करें।

प्रत्येक चमत्कारी फ्रेम एक अंतर्निर्मित कंप्यूटर, एक डिस्प्ले और 360-डिग्री दृश्य के साथ एक सुरक्षात्मक हेलमेट से सुसज्जित होगा, और एक विशेष बन्धन प्रणाली एक्सोस्केलेटन पर कवच की स्थापना की अनुमति देगी, जो एक व्यक्ति को बम के टुकड़ों से बचाएगी। और गोले, गोलियाँ और लेजर हमले। यदि वांछित है, तो मिसाइलों और भारी मशीनगनों सहित किसी भी अन्य इकाइयों और उपकरणों को इस संरचना से जोड़ना संभव होगा।

भविष्य में, सैन्य एक्सोस्केलेटन का उद्देश्य एक सुरक्षात्मक रोबोटिक सूट, एक अंतरिक्ष यात्री के स्पेससूट और एक चलने वाले शस्त्रागार का सहजीवन बनना है। अन्य लड़ाकू अभियानों के अलावा, इन "सूटों" का उपयोग शहरी वातावरण में युद्ध संचालन के लिए किया जा सकता है; जहां आवश्यक है एक बड़ी संख्या कीगोला-बारूद, शक्तिशाली विनाशकारी शक्ति और "गंभीर" कवच सुरक्षा; दुश्मन की सीमाओं के पीछे टोही और तोड़फोड़ की कार्रवाइयों में - और सामान्य तौर पर हर जगह जहां एक साधारण सैनिक जीवित नहीं रह सकता है। सेंसर प्रणाली सैनिक के स्वास्थ्य की स्थिति की निगरानी करेगी, साथ ही घाव और चोट लगने की स्थिति में उसे प्राथमिक उपचार भी प्रदान करेगी।

लेकिन इतना पर्याप्त नहीं है। सैन्य डिजाइनर पहले से ही न केवल जमीन पर, बल्कि पानी में भी युद्ध संचालन के लिए एक्सोस्केलेटन बना रहे हैं। और डेवलपर्स दो जेट माइक्रोटर्बाइन और पंखों के एक सेट के साथ एक एक्सोस्केलेटन पर विशेष उम्मीदें रखते हैं, जिसे नियंत्रित करके सैनिक 100 किमी/घंटा से अधिक की गति से उड़ने, हवा में उड़ने और कई हजार मीटर की ऊंचाई पर मंडराने में सक्षम होंगे। .

वास्तविक जीवन में यह सब कैसा दिखेगा यह न केवल "एज ऑफ टुमॉरो" में देखा जा सकता है, बल्कि कई अन्य विज्ञान कथा एक्शन फिल्मों - "अवतार", "स्टारशिप ट्रूपर्स", "डिस्ट्रिक्ट एन 9" आदि में भी देखा जा सकता है। हालाँकि, अवतार के कर्नल क्वारिच, सख्ती से बोलते हुए, एक एक्सोस्केलेटन को नियंत्रित नहीं करते हैं, लेकिन एक "मेच" - एक "चलने वाला टैंक", एक लड़ाकू वाहन जो एक विशाल तंत्र के धड़ या सिर में स्थित कॉकपिट से संचालित होता है। और "एलियंस" के समापन में बहादुर एलेन रिप्ले एक चलते हुए लोडर के अंदर राक्षसों की रानी से लड़ता है (प्रोटो-एक्सोस्केलेटन क्या नहीं है?)

1959 में, अमेरिकी विज्ञान कथा लेखक रॉबर्ट हेनलेन ने "स्टारशिप ट्रूपर्स" उपन्यास प्रकाशित किया, जिसे बाद में पॉल वर्होवेन द्वारा फिल्माया गया, जहां पहली बार एक बख्तरबंद स्पेससूट का वर्णन किया गया था, जिसमें "स्टार रेंजर्स" रॉकेट इंजन का उपयोग करके दौड़ सकते थे, कूद सकते थे और उड़ सकते थे। और एक्सोस्केलेटन में सैनिक के सबसे प्रसिद्ध फिल्म पूर्वज आयरन मैन और मार्वल कॉमिक्स के अथक हल्क थे।

आयरन मैन कॉमिक्स की उपस्थिति के दो साल के भीतर, 1961 में, अमेरिकी सेना ने "टैंक मैन" के लिए एक यांत्रिक वर्दी विकसित करना शुरू कर दिया। उस समय डेवलपर्स ने जो क्लासिक सिद्धांत अपनाया था, उसे आज दोहराया गया है: एक्सोस्केलेटन उपयोगकर्ता की गतिविधियों को ट्रैक करता है और, उन्हें कई बार बढ़ाकर, अंतर्निहित सर्वो का उपयोग करके उन्हें दोहराता है। सुपरसूट के संवेदनशील सेंसर मांसपेशियों के संकुचन को रिकॉर्ड करते हैं और इलेक्ट्रिक मोटरों को सिग्नल भेजते हैं, जो बदले में, किसी व्यक्ति के अंगों में ताकत बढ़ाते हैं, जबकि कंप्यूटर और सेंसर पूरी संरचना को संतुलन और अभिविन्यास प्रदान करते हैं। उसी समय, हालांकि मोटरें आने वाले संकेतों पर बहुत तेज़ी से प्रतिक्रिया करती हैं, एक्सोस्केलेटन में एक व्यक्ति अभी भी आंदोलनों में ध्यान देने योग्य देरी महसूस करता है।

2000 के दशक के अंत में, जापान ने एक एक्सोस्केलेटन बनाया जो मांसपेशियों के संकुचन के बजाय त्वचा से जुड़े सेंसर के माध्यम से विद्युत संकेतों से संचालित होता है। और भविष्य में, उसी जापानी वादे के अनुसार, बाह्यकंकालों को विचार द्वारा नियंत्रित किया जाएगा।

2013 में, मॉस्को में रूसी संघ के रक्षा मंत्रालय के इनोवेशन डे के हिस्से के रूप में, एक्सोएटलेट परियोजना की इकाइयों में से एक ने सुपरसूट का पहला कामकाजी नमूना प्रस्तुत किया, जिसे हमले दस्तों के लिए अनुकूलित किया गया था और सैनिकों से भार कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। आक्रमण ढाल ले जाते समय। के सबसेढाल का वजन - 35 किलोग्राम - एक्सोस्केलेटन संरचना पर टिका हुआ था, जो ढाल को ठीक करने और जल्दी से हटाने के लिए एक उपकरण से सुसज्जित था, जो युद्ध संचालन के दौरान बहुत महत्वपूर्ण है। उसी समय, विशेष बल के सैनिक के हाथ लड़ने या कहें तो इलाके को साफ़ करने के लिए स्वतंत्र थे।

एक और चिंता का विषय, विशेष रूप से ऊपरी शरीर के एक्सोस्केलेटन के साथ, उनका वजन है, क्योंकि वे मजबूत सामग्रियों से बने होते हैं जो भारी वजन का सामना कर सकते हैं और शरीर को सहारा दे सकते हैं। आधुनिक सूट भी तापमान या बारिश में बदलाव को अच्छी तरह से सहन नहीं कर पाते हैं, जिससे उनका उपयोग करना मुश्किल हो जाता है असली दुनिया. और उनके साथ उपस्थितिलोग अभी भी इसके आदी नहीं हो सके हैं।

एक्सोस्केलेटन को अधिक व्यावहारिक और देखने में आकर्षक बनाने के लिए, हमें नवाचार की आवश्यकता होगी: हमें उन्हें एक विशाल रोबोटिक सूट के बजाय "दूसरी त्वचा" बनाना होगा। आमतौर पर, एक्सोस्केलेटन भारी इलेक्ट्रिक मोटरों का उपयोग करते हैं, लेकिन हल्के एक्चुएटर्स का उपयोग वायवीय मांसपेशियों के रूप में भी किया जा सकता है। वे इलेक्ट्रिक मोटर के समान बल लगा सकते हैं, केवल उनका वजन कई गुना कम होगा। ये मांसपेशियाँ एक रबर कक्ष से बनी होती हैं जो एक बुनी हुई आस्तीन से घिरा होता है। दबाव में, वे जोड़ को धकेलते हुए व्यास में बढ़ जाते हैं और लंबाई में छोटे हो जाते हैं। और यद्यपि वे हल्के पदार्थों से बने होते हैं, वे कई सौ किलोग्राम वजन उठाने के लिए पर्याप्त बल लगा सकते हैं।

सॉफ्ट रोबोटिक्स

फिर भी इन हल्के एक्चुएटर्स को उपयोगकर्ता के शरीर पर एक कठोर यांत्रिक संरचना से जोड़ा जाना चाहिए। सैलफोर्ड विश्वविद्यालय के सेंटर फॉर ऑटोनॉमस सिस्टम्स एंड रोबोटिक्स के वैज्ञानिक एक और विकल्प विकसित कर रहे हैं: सॉफ्ट रोबोटिक्स। यह तकनीक उन्हीं कार्यों को करने के लिए शारीरिक रूप से नरम उन्नत सामग्रियों का उपयोग करती है जो पारंपरिक कठोर रोबोटिक उपकरण करते हैं। वे लोगों के साथ बातचीत करने के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं, क्योंकि नरम का मतलब अक्सर आसान होता है और यदि आप किसी व्यक्ति से टकराते हैं तो चोट लगने की संभावना कम होगी।

उन्होंने हाल ही में एक नया "सॉफ्ट कॉन्टिनम एक्चुएटर" विकसित किया है जो हाथी की सूंड की तरह मुड़ता है। पारंपरिक कठोर रोबोटिक जोड़ के विपरीत, जब इसे शरीर के एक हिस्से में प्रतिरोध का सामना करना पड़ता है, तो यह अपनी पूरी लंबाई के साथ सभी दिशाओं में झुक जाएगा। ऐसी ड्राइव के साथ कसकर फिटिंग सामग्री का सूट पहनने से, हम एक नरम एक्सोस्केलेटन प्राप्त कर सकते हैं जो पहनने वाले के जोड़ों पर सटीक रूप से झुकता है। इसलिए, सूट यांत्रिक समायोजन या अंशांकन की आवश्यकता के बिना विभिन्न प्रकार के उपयोगकर्ताओं के लिए उपयुक्त होगा। साथ ही, यह प्रणाली हल्की है और इसे भारी यांत्रिक फ्रेम के बजाय कपड़े के रूप में पहना जा सकता है।


एक्सोस्केलेटन व्यावसायिक रूप से बेचे जाने लगे हैं, और आने वाले वर्षों में हमें संभवतः बहुत सी नई चीज़ें देखने को मिलेंगी। 2012 में, लकवाग्रस्त महिला क्लेयर लोमस ने एक्सोस्केलेटन पहनकर लंदन मैराथन भी पूरी की थी। लेकिन अभी भी कई इंजीनियरिंग चुनौतियाँ हैं जिन्हें ऐसी प्रणालियों का व्यापक उपयोग देखने से पहले दूर करना होगा। कम से कम, हमें हर आधे घंटे में प्लग इन किए बिना इन सूटों को बिजली देने का एक तरीका चाहिए।