Новейший российский боевой экзоскелет. На что способны российские солдаты в экзоскелете. Что представляет собой костюм современного супергероя

Впервые боевая экипировка «солдата будущего» с экзоскелетом и электронным забралом была продемонстрирована в Москве в июне 2017 года на открытии Центра прототипирования высокой сложности НИТУ «МИСиС» «Кинетика», который создан при участии Минобрнауки и Минпромторга РФ, а затем показана и на выставке вооружения «Армия -2017».

Концепт разработан в Центральном НИИ точного машиностроения (ЦНИИТОЧМАШ). Как утверждают разработчики, «Алеша» будет соответствовать боевой экипировке Вооруженных сил РФ «Ратник» на уровне 4-5 поколения. Новейшая разработка оснащена титановым экзоскелетом и электронным забралом.

Легкий титановый экзоскелет «Сэндвич» позволит увеличить физическую нагрузку и выносливость солдата, скорость его передвижения на марше или в бою.

Сапоги оснащены датчиками мин и системой подавления радиосигнала, а также защитными вставками, которые уберегут бойцов от пуль и осколков снарядов.

В бронированный шлем встроены прибор ночного видения, система целеуказания, специальная маска вместо противогаза и фонарик. Такой шлем способен проецировать перед солдатом информацию о ситуации на поле боя.

Бронежилет оснащен интегрированной системой распознавания «Свой-чужой» и способен выдерживать более десяти прямых попаданий пуль различного назначения.

Боевой защитный комбинезон следит за физическим состоянием военнослужащего и при необходимости оказывает ему первую медицинскую помощь. Данные о здоровье бойца проецируются не электронном забрале шлема. Несущий каркас комбинезона снабжен быстросъемным замком, чтобы экзоскелет было просто сбросить в случае необходимости.

В комплект входит камуфляжная форма, которая может подстраиваться под любые погодные условия и защищать бойца от огня и влаги. В качестве вооружения в комплекте «Алеша» предполагается использовать двухкалиберные штурмовые винтовки, стреляющие пулями и гранатами.

Согласно прогнозам, на вооружение российской армии «Алеша» поступит к 2020 году, когда российские заводы смогут пустить в серию его отдельные детали.

Как отметил руководитель Центра военного прогнозирования, член-корреспондент Академии военных наук Анатолий Цыганок, комментируя корреспонденту Nation News новейшую отечественную разработку, первые экзоскелеты появились в России примерно лет 10 назад и все это время постоянно совершенствовались.

«Среди специалистов даже ходила такая шутка: если все это использовать, то можно прыгать в полной боевой экипировке через забор. «Алеша» - последняя и очень перспективная разработка. Экзоскелет помогает переносить человеку дополнительные тяжести. Ведь каждый военнослужащий пехоты должен тащить с собой 20 кг груза, а то и более. И это очень тяжело. А такая экипировка даст бойцу возможность разгрузить спину и быстро передвигаться в полном боевом снаряжении», - отметил Анатолий Цыганок.

Эксперт полагает, что дата поступления новейшей разработки в Вооруженные силы России будет зависеть от финансирования, а первые партии поступят, скорее всего, в подразделения Западного военного округа.

«Я считаю, что экипировка, показанная на выставке вооружения «Армия-2017», в ближайшее время будет реализована, но небольшими партиями. Сроки внедрения разработки зависят от финансирования. Думаю, что экзоскелеты будут внедряться не одновременно во всех Вооруженных силах РФ. Как один из вариантов, первые партии поступят в подразделения Западного военного округа или в части, дислоцирующиеся в Калининграде. Затем, думаю, они появятся в войсках на севере страны. Разработка очень перспективная», - подчеркнул Цыганок.

В 2007 году в НИИ механики МГУ обратилось МЧС. Спасательному ведомству был нужен российский агрегат для облегчения проведения аварийно-спасательных работ - экзоскелет. Специальная конструкция для человеческого тела, позволяющая увеличивать возможности организма в несколько раз. Благодаря развитию современных технологий данная идея фантастов о сверхчеловеке нашла в настоящее время свое реальное воплощение. Данное направление активно развивается на Западе на протяжении последних лет, и российские инженеры решили не оставаться в стороне от этих процессов.

Экзоскелетом сегодня называют внешнюю систему каркасов, предназначенную для усиления мускульной силы человека или же специальной подъемной силы робота-андроида. Первоначально данное обозначение было взято из биологии, в котором оно означало внешний скелет у беспозвоночных. Данная технология в перспективе должна ликвидировать физические ограничения людей, а также различных механизмов.

В настоящее время основной сферой использования экзоскелетов выступают разработки в интересах военных. Главное направления работ по экзоскелетам - это разработка рабочего прототипа, который мог бы усилить физические способности солдат. В дальнейшем аналогичные функции могут быть использованы, к примеру, для погружения на глубину или полетов в космос, а также в других достаточно сложных ситуациях. Вторым, не менее распространенным, примером использования экзоскелетов является помощь в реабилитации больных с поражением опорно-двигательного аппарата. Примером такого устройства является экзоскелет Honda Walking Assist Device. Стоит отметить, что российские разработчики также заинтересованы в данном направлении развития.

Помимо МЧС отечественных разработчиков поддержало также и Минобразования и науки (выделение финансирования в размере 120 млн. рублей). В 2013 году первый образец, весящий 50 кг и способный выдержать максимальную нагрузку до 200 кг, был представлен в рамках 6-го Международного салона комплексной безопасности. При этом разработка получила золотую медаль из рук самого Сергея Шойгу и задание о «доработке» устройства. Все-таки первый созданный в России экзоскелет получился слишком громоздким, а также с неприемлемой задержкой в реакциях.

Подобно костюму Железного человека из популярного фантастического фильма, российская разработка «ЭкзоАтлет» в состоянии наделить человека набором сверхспособностей. И хотя летать в таком костюме невозможно, разработчики считают, что с его помощью «можно свернуть горы». По словам Павла Комарова, научного сотрудника института механики МГУ, вес, который укреплен на силовой конструкции вверху, через шарнир в бедре и тазу уходит через ногу в землю. В статическом положении человек полностью освобождается от нагрузки, он не чувствует удерживаемого веса. Максимальная нагрузка, которую сейчас может выдержать данный экзоскелет, составляет 200 кг. При этом, удерживая такой вес, человек навряд ли сможет передвигаться. Однако вес в 70 или даже 100 кг при помощи данного экзоскелета человек сможет переносить даже на очень большие расстояния.

Корреспонденты LifeNews, которые посетили лабораторию, примерили «ЭкзоАтлет» на себя. При общей нагрузке в 50 кг его тяжесть абсолютно не ощущается человеком. При этом, чтобы полноценно использовать данную разработку, человеку необходимо научиться справляться с силой инерции, а это достигается за счет проведения постоянных тренировок. Главным образом данный костюм создавался для российских спасателей, одним из инициаторов его создания и выступает МЧС. При этом перед российскими учеными стояла достаточно непростая задача создать прочный и в то же время достаточно легкий костюм.

Необходимо, чтобы сотрудники МЧС могли с легкостью подниматься по лестницам в зоне техногенных аварий или катастроф, тратя при этом меньше кислорода, поясняет один из аспектов использования «ЭкзоАтлета» Елена Письменная, занимающая должность старшего научного сотрудника института механики МГУ. Создатели российского экзоскелета считают, что возможности использования данного механизма почти неограниченны.

В настоящее время команда разработчиков продолжает трудиться над усовершенствованием своего проекта, дорабатывая модель в сотрудничестве с будущими пользователями и профильными ведомствами. Однако все это закрытые разработки, в то время как у сотрудников НИИ есть желание выпустить что-то и для открытого рынка. Поэтому в ближайшее время на свет может появиться новый экзоскелет уже в медицинском варианте.

Практически параллельно у ряда членов команды появилась в голове идея, которая выходила за рамки НИОКР - заняться коммерциализацией своего продукта. Из всех возможных вариантов адаптации эксзоскелета для его возможного вывода на широкий рынок самым прорывным и прибыльным им показалось медицинское направление - реабилитация пациентов. Екатерина Березий, которая возглавила отпочковавшийся от основной команды еще в 2011 году проект, отмечает, что разработчики не желали останавливаться на уровне чертежей и бросать все это дело. Специально была создана коммерческая структура, получившая название «ЭкзоАтлет» с участием специалистов МГУ и по государственному контракту от Минпромторга. На разработку экзоскелета Минпромторг выделил 40 млн. рублей, при этом команда, которая ушла делать бизнес, не теряет связи со своими коллегами, которые работают по оборонному заказу.

В сфере медицины, особенно в области реабилитации больных, экзоскелеты в состоянии дать большое количество возможностей тем людям, которые сейчас передвигаются при помощи инвалидного кресла. Одновременно они могут решать сразу несколько различных функций: товар - заменитель инвалидной коляски, тренажер для людей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата, нуждающихся в реабилитации, а также товар эмоциональной и социальной реабилитации - так как человек, ограниченный в своих физических возможностях, получает шанс начать самостоятельно передвигаться. Он избавляется от необходимости постоянно смотреть на окружающих его людей снизу вверх.

В настоящее время целями российского проекта «ЭкзоАтлет» является разработка первого в нашей стране экзоскелета. Основу данного проекта составляют инновационные разработки, сделанные сотрудниками НИИ Механики МГУ и направленные на расширение физических возможностей людей. В настоящее время проект развивается в двух направлениях: аварийно-спасательная модификация и медицинский экзоскелет.

Аварийно-спасательная модификация экзоскелета была спроектирована для решения задач, которые сопровождаются переноской достаточно тяжелых грузов на большую дальность, он может использоваться также во время антитеррористических операций и разминирования местности. Для ликвидации последствий техногенных катастроф и стихийных бедствий, разбора образовавшихся завалов, для выполнения операций по тушению пожаров в условиях ограничения запасов воздуха в дыхательных аппаратах пожарных. Медицинская версия, получившая обозначение «ЭкзоАтлет Мед», разрабатывается для оказания помощи людям с ограниченными физическими возможностями. Она может применяться как для проведения медицинской, так и социальной реабилитации пациентов, страдающих от нарушений опорно-двигательных функций. Такой экзоскелет идеально подходит для нужд терапии и реабилитации профильного контингента реабилитационных центров и больниц.

Правда, в этом направлении российская фирма «ЭкзоАтлет» опаздывает на несколько лет, готовясь представить свою медицинскую разработку только в 2017 году. Однако самые удачные медицинские версии экзоскелетов уже успели выйти к конечному потребителю: от лидера медицинского скелетостроения американской компании Ekso Bionics и израильской Re Walk. При этом американский прототип похож на российскую разработку, а сама компания выбрала схожий путь развития, отделившись в свое время от военных разработок. Не так давно компании Ekso Bionics удалось привлечь около 20 миллионов долларов инвестиций в свой проект.

В настоящее время в российской компании «ЭкзоАтлет» трудится 20 человек - конструкторы, инженеры, математики, программисты, специалисты в области теории управления и нейроинтерфейсов, маркетологи и менеджеры. В компании прекрасно понимают, что данный проект может быть внедрен в перечень средств реабилитации лишь при поддержке со стороны государства. Разработчики «ЭкзоАтлет Мед» рассчитывают на то, что их продукт будет включен в официальный реестр технических средств реабилитации (сегодня в него включают инвалидные кресла, костыли, которые инвалиды по специальным программам в состоянии получить бесплатно или с существенной скидкой).

При этом в компании надеются и на получение госзаказов. В сумме на разработку рабочей модели российского экзоскелета государство за 2011-2014 годы потратило 160 млн. рублей. По словам представителей компании «ЭкзоАтлет», новый прототип будет готов до конца 2014 года. А уже в 2015 году медики, партнеры проекта, смогут провести доклинические испытания новинки, а разработчики начнут заниматься его доработкой на основе получения рекомендаций от врачей. Для следующего этапа работ по проекту, который ориентировочно продлится не менее года, разработчикам нужно еще около 137 млн. рублей. Обратиться за необходимой суммой решено к российским чиновникам.

Пока продукт не будет готов к запуску в массовое производство, возлагать надежды на частные венчурные фонды не стоит - слишком большие риски. Поэтому привлекать в проект частных инвесторов планируется только на втором этапе работ. В серийное производство российский экзоскелет должен будет пойти в 2016-2017 годах. Когда будет готов работающий прототип, станет окончательно ясно, что является конечным продуктом компании, как его можно будет реализовать и каковы перспективы новинки попасть в реестр технических средств для реабилитации инвалидов. Именно в этот момент продукт окончательно станет коммерческим и под него можно будет искать частных инвесторов. Также разработчики рассчитывают найти партнера, который будет готов построить для них завод под открывающийся рынок, расписывает следующие шаги Екатерина Березий.

Фактически в данный момент в России просто нет рынка подобной продукции, его еще предстоит создавать. Также остается открытым вопрос удастся ли российским конструкторам довести свое детище до ума. Команде «ЭкзоАтлета» предстоит решить много вопросов, которые находятся в смежных сферах - синхронизировать считывание импульса и реакции машины, решить вопрос с увеличением заряда аккумулятора, продолжать уменьшать объемы и вес своего продукта, решить вопрос как освободить руки пользователя. При этом данное направление набирает силу в мире. По оценкам специалистов, один только европейский рынок экзоскелетов уже оценивается в 1,5 млрд. евро. Сложившиеся на сегодняшний день технологии наконец-то могут привести к настоящему прорыву в области строительства экзоскелетов, и у России может появиться шанс не отстать в этой гонке от своих прямых конкурентов.

Источники информации:
http://expert.ru/expert/2014/23/primerka-vneshnego-skeleta
http://www.exoatlet.ru
http://lifenews.ru/news/126090
http://robonovosti.ru/texnologii/1191-ekzoskelet.htm

С помощью «умного» робота Сергей Рубинштейн впервые за девять лет сам прошёлся по набережной

Проверка реабилитационного аппарата неласковым северным летом и не всегда ровным архангельским асфальтом состоялась 28 июня. Это действительно была историческая прогулка: хотя испытания экзоскелета в Архангельской области идут около полутора лет, на улицу его «пилоты» в нём ещё не выходили, осваивая новые высоты и преодолевая себя лишь в тренировочном центре.

Впрочем, именно Сергей Рубинштейн и ранее проверял себя и прибор в иных условиях: с его помощью он перемещался по своему офису в боулинг-клубе и, конечно, венчался со своей супругой в Успенском храме летом прошлого года.

Готовясь сделать первые после травмы шаги по набережной, Сергей был единственным, кто не жаловался на холод и ветер. Инструкторы помогли ему облачиться в ту самую усовершенствованную модель экзоскелета, которая прибыла в Архангельск в декабре 2016 года. Та версия прибора компании «ЭкзоАтлет» (резидента фонда «Сколково») заменила первую, которую для региона закупила Корпорация развития Архангельской области. Надо сказать, что эта модель – сертифицированная, до этого медики и «пилоты» работали с прототипом.

Мечта сбылась! – сказал Сергей Рубинштейн. – Мы прогуливаемся по набережной. Сами! А вчера на тренировке я впервые за девять лет преодолел лестничный пролёт. Это были незабываемые ощущения, сравнимые с первым впечатлением от экзоскелета.

В этой прогулке по набережной ему также нужно было применить этот вновь обретённый навык. Но в помещении были перила, а на пути к площади Мира – нет, даром что ступеней всего три. Оказалось, что настройки аппарата позволяют ходить не только по идеально гладкой поверхности, но и по брусчатке – например, у стелы «Город воинской славы». Так, идя по ней, «пилот» выбрал опцию «Высокий шаг», а выйдя на асфальт, переключился на «Низкий».

Конечно, с момента травмы до начала испытаний экзоскелета архангельская набережная не стала для Рубинштейна терра инкогнита: он мог попасть туда тем же способом, что и любой северянин-«колясочник» – зачастую с чьей‑либо помощью. Но пройти по ней на своих двоих, даже и с «умным» прибором – это, по словам испытателя, совсем другое дело.

– Не всегда хочется, чтобы люди участвовали в событиях твоей жизни, – пояснил Сергей Рубинштейн. – Не всегда хочется, чтобы тебя таскали на коляске: иногда хочется просто пройтись самому, прогуляться с супругой, выйти в хорошую погоду и почитать книгу, ни от кого не завися.

Надо сказать, что и в случае с экзоскелетом совсем без помощи не обходилось: за спиной «пилота» стоял инструктор, который страховал своего подопечного – исключительно на случай падения.

Есть куда расти

Ещё одним участником памятной прогулки стал архангельский школьник Алёша Корсаков и его мама Екатерина – герои многочисленных публикаций «Правды Севера». В 2014 году семья Корсаковых – мама, папа, Алёша и младшая Оля, у которой ДЦП, – попали в страшную автомобильную аварию. Сильнее всех пострадал мальчик: получив серьёзную травму позвоночника, он оказался в инвалидном кресле.

Сергей Рубинштейн и другие взрослые верят, что для Алёши пример взрослого «пилота» экзоскелета станет вдохновением и мотивацией, поможет поверить в то, что кресло – это не навсегда.

Самое главное, что этот прибор есть в нашем городе: он не на картинках, не в телевизоре, – сказал Сергей. – Мне не один год мечталось о том, чтобы пройтись по набережной. И, наверное, сегодня мой молодой друг Алексей тоже, глядя на меня, об этом мечтает. К сожалению, он ещё мал. Но желание – это главное. Молодому человеку нужна мотивация для занятий спортом и восстановления. Неподготовленный человек не сможет встать и пойти в экзоскелете: необходимо заниматься, усиливать спину и руки.

К сожалению, пока экзоскелет не приспособлен для детей и подростков. Есть ограничения по росту: он садится только на взрослого человека. Но, как рассказала ответственный исследователь проекта в Архангельске, доцент кафедры физической культуры и медицинской реабилитации СГМУ Елена Бондаренко, сейчас компания «ЭкзоАтлет» работает над тем, чтобы ответить на запрос общества о детской версии уникального тренажёра.

Конечно, мы надеемся на появление детской версии, – отметила Елена Бондаренко. – В Москве уже прошли первые исследования с подростками с детским церебральным параличом.

Непорочная походка

Отметим, что Сергей Рубинштейн – далеко не единственный северянин, жизнь которого меняет экзоскелет. В Поморье этот прибор испытывают 23 пациента с травматической болезнью спинного мозга – представители самых разных районов области. Разово экзоскелет в Архангельске примеряли даже гости из других городов.

Просто Сергей, в плане таких полевых проверок экзоскелета, мобильнее остальных – потому что живёт в Архангельске.

Кроме того, в нашей области впервые внедрили экзоскелет в программу реабилитации пациентов, перенёсших инсульт. Так далеко до нас не заходила даже Москва. В нашей области реабилитацию с помощью экзоскелета прошли семеро северян с таким диагнозом.

В случае таких пациентов результат даже более видимый, – рассказала Елена Бондаренко. – У нас было несколько случаев, когда пациент, передвигавшийся на инвалидном кресле после тяжёлой болезни, вставал в экзоскелете и буквально после трёх тренировок делал первые шаги. Очень радовало, что человек начинал ходить правильно. Потому что нередко после инсульта формируется «порочная» походка, которая только мешает. А здесь эффект от применения прибора был очень хороший. Сейчас в клиниках Москвы проводятся следующие этапы этих исследований, в результате которых будут выработаны показания для тех, кому требуются такие тренировки после инсульта.

Специалист и её коллеги надеются, что в дальнейшем экзоскелет сможет применяться в реабилитации пациентов и с другими диагнозами.

Мы надеемся, что эта прогулка Сергея станет показательной для разработчиков «ЭкзоАтлета», – добавила Елена Бондаренко, – потому что в Арктическом регионе ещё никто не ходил на экзоскелете.

Цель – выздоровление

Сам Сергей Рубинштейн хотел бы, чтобы из разряда реабилитационного прибора экзоскелет перешёл в разряд домашних. Правда, пока это только мечты: сейчас в среднем «пилот» проводит в приборе два часа, хотя, по словам Сергея, ему жаль тратить даром каждую секунду, проведённую в экзоскелете.

Да и вообще архангелогородец не хочет останавливаться на достигнутом. Мужчина уверяет, что после того, как он начал тренировки с реабилитационным прибором, чувствительность в ногах к нему стала возвращаться.

Мой жизненный план не ограничивается экзоскелетом, – поделился Сергей. – Моя цель – выздоровление.

С его помощью «пилот»-испытатель из Архангельска Сергей Рубинштейн, проведя девять лет в инвалидном кресле, прошёл от гостиницы «Пур-наволок» до Вечного огня. В этой прогулке, кажущейся простой только человеку, который воспринимает возможность ходить как данность, мужчине пришлось применить ещё один вновь обретённый навык - способность подниматься по ступеням. В тренировочном центре архангелогородец это уже делал, но подниматься по ступеням без перил - даже по трём! - тоже надо было впервые. А до этого Сергей Рубинштейн в экзоскелете в церкви, носил его и молодым медикам - студентам СГМУ.

Мечта сбылась

28 июня, когда состоялась эта, по-настоящему историческая, прогулка, Сергей был единственным её участником, который не жаловался на холод и ветер. Нипочём «пилоту» экзоскелета была и брусчатка у стелы «Город воинской славы»: преодолеть неровность площадки позволяла настройка «Высокий шаг». Выйдя на более гладкий асфальт, испытатель переключился на низкий шаг. Памятную прогулку Рубинштейн совершил в той самой версии прибора, которая прибыла в Архангельск в декабре 2016 года.

Мечта сбылась! - сказал Сергей Рубинштейн. - Мы прогуливаемся по набережной. Сами! А вчера на тренировке я впервые за девять лет преодолел лестничный пролёт. Это были незабываемые ощущения, сравнительные с первым впечатлением от экзоскелета.

Архангелогородец не хочет останавливаться на достигнутом. По его словам, он видит своё будущее не в преодолении очередных препятствий с помощью экзоскелета, а вообще в отказе от него: мужчина уверяет, что после того, как он начал тренировки с реабилитационным прибором, чувствительность в ногах к нему стала возвращаться.

Конечно, с момента травмы до начала испытаний экзоскелета архангельская набережная была для Рубинштейна доступной: мужчина мог попасть туда тем же способом, что и любой северянин-«колясочник». Но пройти по ней на своих двоих, даже и с «умным» прибором - это совсем другое дело.

Вы знаете, не всегда хочется, чтобы люди участвовали в событиях твоей жизни, - пояснил Сергей Рубинштейн. - Не всегда хочется, чтобы тебя таскали на коляске: хочется пройти самому, прогуляться с супругой, выйти в хорошую погоду и почитать книгу, ни от кого не завися.

Надо сказать, что и в случае с экзоскелетом совсем без помощи не обходилось: за спиной «пилота» стоял инструктор, который страховал своего подопечного - исключительно на случай падения.

Пример для Алёши

Эта прогулка была важна не только для самого Сергея и команды специалистов во главе с сотрудником СГМУ Еленой Бондаренко, но и для юного архангелогородца Алёши Корсакова. После страшной аварии и травмы позвоночника мальчик остался прикованным к инвалидному креслу. Сергей Рубинштейн и другие взрослые надеются, что для Алёши пример взрослого «пилота» экзоскелета станет вдохновением и мотивацией. Хотя, конечно, загадывать ещё рано: пока «ЭкзоАтлет» не делает роботов для детей и подростков, а нынешняя модель - слишком велика для ребёнка.

Я-то много повидал за девять лет в инвалидном кресле, а молодому человеку нужна мотивация для занятий спортом и восстановления, - сказал Рубинштейн. - Самое главное, что этот прибор есть в нашем городе: он не на картинках, не в телевизоре. Надо позаниматься - усилить спину, руки - и встать, как я сейчас. Неподготовленный человек не сможет встать и пойти в экзоскелете. Мне не один год мечталось о том, чтобы пройтись по набережной. И, наверное, сегодня мой молодой друг Алексей тоже, глядя на меня, об этом мечтает. К сожалению, он ещё мал. Но желание - это главное.

Сам Сергей Рубинштейн хотел бы, чтобы из разряда реабилитационного прибора экзоскелет перешёл в разряд домашних. Правда, пока это только мечты: сейчас в среднем «пилот» проводит в приборе два часа, хотя, по словам Сергея, ему жаль тратить даром каждую секунду, проведённую в экзоскелете.

Следующий шаг - детский

По словам ответственного исследователя проекта в Архангельске, доцента кафедры физической культуры и медицинской реабилитации СГМУ Елены Бондаренко, за полтора года присутствия , уже 23 «пилота» с травматической болезнью спинного мозга успели пройти несколько этапов реабилитации.

Напомним, что уникальный прибор был закуплен для нашего региона Корпорацией развития Архангельской области. Кроме того, наш регион первым в России попробовал внедрить экзоскелет в процесс реабилитации людей после инсульта. Прибор уже опробовали семеро северян с таким диагнозом.

В случае таких пациентов результат даже более видимый, отметила Елена Бондаренко. - У нас было несколько случаев, когда пациент, передвигавшийся на инвалидном кресле после тяжёлой болезни, делал первые шаги после трёх тренировок в экзоскелете. Причём очень радовало, что человек начинал ходить правильно. Потому что нередко после инсульта формируется «порочная» походка. Сейчас в клиниках Москвы разрабатываются показания для тех, кому требуются такие тренировки после инсульта. Конечно, мы надеемся на появление детской версии. В Москве уже прошли первые исследования с подростками с детским церебральным параличом.

Новые современные технологии наполняют нашу жизнь удивительными изобретениями и гаджетами. Ежедневно мы используем бытовые приборы, считавшиеся ранее не более чем фантастикой. Интернет, смартфоны, автомобили, начиненные датчиками и автопилотом, - это привычные для нас вещи и явления, скрашивающие нашу жизнь. Оказывается, двигает технический прогресс эволюции человечества военная промышленность. Например, микроволновая печь сначала была доступна военным, а затем о ней узнало и мирное население планеты. В нашу с вами жизнь вошли спутники, компьютеры и многое другое. Скоро нам станет доступным и военный экзоскелет.

О чем речь?

Прочитав последний абзац, многие удивились или даже испугались слова «экзоскелет». Не стоит паниковать, давайте разберемся и определимся, что же это за «зверь» такой и зачем он нужен.

Экзоскелет - это новейшая уникальная разработка ученых в такой области науки, как биомеханика. Технология изготовлена в виде внешней системы каркасов, которая предназначена для того, чтобы усилить мускульную силу человека или робота-андроида. Этот термин был взят из биологии. Он означает поверхностный скелет у беспозвоночных организмов. Такая технология в будущем позволит устранить физические ограничения в жизни человека, а также в использовании механизмов. Военные технологии и их потребности вновь превзошли все ожидания. Говорят, что лет через 5-6 в Министерстве обороны РФ появятся снаряжения особого назначения.

Вы уже успели понять и догадаться, что разработка экзоскелетов - это сфера интересов Министерства обороны. Ведь такая разработка увеличит возможности и физические способности солдата. В будущем эти технологии хотят применять на космических аппаратах, а также в машинах для погружения на экстремальные глубины для исследований.

С чего все начиналось?

Военный экзоскелет стал обыденностью в фантастическом мире. Такие устройства мы видели в видеоиграх, кино и мультфильмах, но в разработке эти «костюмы» появились не так давно. Самый первый представили миру американские военные технологии в 60-х годах ХХ века. Но он был настолько тяжелым и маломобильным, что пришлось исключить возможность его использования на деле. Компании «Дженерал Электрик» и «Юнайтед Стэйдс Милитари» закрыли проект, не добивших положительных результатов. Образцы, которые успешно применяются, появились недавно. Положительно зарекомендовал себя экзоскелет российского производства. Костюмы разрабатывают и другие страны: США, Израиль, Япония. А как вы думаете, какие державы конкурируют между собой в этой разработке? Чести носить название «военный экзоскелет» удостоились пока разработки США и Российской Федерации!

«Экзокостюм» сегодня

В различных играх встречается экзоскелет: «Сталкер», «Варфэйс», «Старкрафт», «Крайсис» и другие. Но в реальности эти костюмы только разрабатываются. В нашей стране данную новинку разрабатывает НИИ механики МГУ под логотипом «ЭкзоАтлет». В Америке параллельно разрабатывают два аппарата: облегченный пехотный «Халк» от компании «Локед Мартин» и многоцелевой тяжелый «ИксОС-2» от производителя «Рэйтеон».

Большое количество информации о разработках закрыто. Но биомеханика человека в нашей стране хочет выпустить устройство для открытого рынка. Скоро появится скелет медицинского назначения.

Медицинский экзоскелет

Системы российского производства планируют использовать в медицине. Это расширит возможности людей, прикованных к инвалидному креслу. Биомеханика человека пытается внедрить такие устройства в процесс реабилитации. Они будут выполнять одновременно несколько функций:

• заменитель кресла-каталки;
• тренажер для людей, имеющих заболевания опорно-двигательного аппарата;
• средство социальной и эмоциональной реабилитации.

Обладатель такой техники сможет самостоятельно передвигаться и даже избавиться от проблемы взгляда «снизу вверх».

Аварийно-спасательный вариант костюма

Военный экзоскелет был спроектирован для решения нескольких задач:

• перенос очень тяжелых для человека грузов на большие расстояния;
• разминирование местности;
• участие в антитеррористических операциях;
• ликвидация последствий техногенных катастроф и стихийных бедствий;
• разбор обрушений и завалов;
• тушение пожаров, когда ограничен запас воздуха в дыхательном аппарате спасателя, и т.д.

Что представляет собой костюм современного супергероя?

Экзоскелет российского производства исполнен в виде рамы, располагающейся за спиной обладателя. Также имеется две опоры для руки и ноги с одной стороны туловища. Конечностей, выполняющих роль руки, у устройства нет. Отечественная разработка отличается от заморского аналога. Наш аппарат пассивный по своей природе. Он не оснащен сервоприводами, то есть движение осуществляется за счет силы мускул обладателя устройства.

Но мировое сообщество считает, что наша разработка куда перспективней американской с точки зрения массового применения. «ЭкзоАтлет» позволяет бойцу переносить на себе груз весом около ста килограмм. Все дело в том, что вес на раме правильно распределен. Подобное решение удешевляет производство экзоскелетов в десятки раз, что дает возможность оснастить большее количество бойцов.

Заморский аналог

В американскую разработку встроили большое количество электроники и элементов питания. Помимо дороговизны, в западной конструкции есть еще одна проблема - автономность. Инженеры добились того, что система работает 72 часа. Но вскоре возникает вопрос зарядки или замены питающего блока (аккумулятора), ведь в полевых условиях это очень проблематично, а порой невозможно!

Критики увидели еще одну проблему американского «ХАЛКа». Что делать бойцу, если конструкция разрядилась, а восстановить энергоресурс нет возможности? Конструкторы утверждают, что данная ситуация вовсе не является проблемой. Эти военные роботы с легкостью можно сложить, превратив их в своеобразный рюкзачок. Но такой робот имеет вес около 25 кг. И что же делать защитнику: бросить дорогостоящую разработку или нести еще 25 кг лишнего веса, не считая тех 100 кг багажа?

Ремонтопригодность HULC

В полевых условиях надежность и возможность ремонта данной техники тоже вызывает большое количество вопросов. Для военной аппаратуры эти параметры очень важны. Например, эффективным будет стрелковое оружие, если оно противостоит неблагоприятным факторам, а солдат может починить его подручными средствами в процессе эксплуатации. Неизвестно, как поведет себя незащищенная электроника американского аналога в условиях мороза или пыли. Для того чтобы вывести из строя бойца с такой «штуковиной», достаточно выстрелить огнестрельным орудием в элемент конструкции, питания или гидравлики. В результате суперкостюм превратится в тяжелый балласт. Ремонтировать такую вещь в полевых условиях нет возможности ввиду повышенной технологической сложности.

Российский экзоскелет

В отечественном варианте нет проблем с источником питания. Наш «ЭкзоАтлет» ограничен лишь физическими возможностями бойца. Аппарат не снимает физическую нагрузку с воина, но позволяет нести до 100 кг снаряжения и оружия. Наша разработка не несет груз, она помогает человеку выполнять эту функцию. Военные разработки уникальны. Инженеры добились того, что «ЭкзоАтлет» имеет массу всего 12 кг. Это одно из его преимуществ. Ведь в условиях боя каждый грамм на счету. Мы должны понимать, что лишний вес замедляет деятельность бойца. Это негативно сказывается на эффективности воина. А легкость такой конструкции - очевидный плюс.

Военное применение «ЭкзоАтлета» обусловлено и тем, что гидравлика и электроника отсутствуют. Аппарат - это простая и легкая металлическая конструкция. Ведь чем проще оборудование, тем меньше негативных факторов на него влияет, будь то поломка или суровые климатические условия. Ремонт также провести будет гораздо легче. Наши разработчики создали такой скелет, в котором практически нечему повреждаться. А механику в бою восстановить гораздо проще, чем электронику. В связи с этими факторами отечественная разработка гораздо надежнее западных аналогов.

Проще говоря, скоро в обороне нашей страны появятся простые и экономичные военные роботы. А в это время продолжают ломать головы западные инженеры-конструкторы. Им предстоит пройти долгий путь доработок и усовершенствования своего детища. Недавно HULC участвовал в армейских испытаниях, но, к сожалению, результаты оказались неутешительными. Поэтому военная молодежь Соединенных Штатов еще не скоро увидит экзокостюм на своих плечах.

История создания «ЭкзоАтлета»

• 2011 год - ученые МГУ выиграли тендер МЧС на разработку скелета. Последующие годы команда создает пассивный и активный аппараты. Пассивный не боялся огня, весил 12 кг и переносил тяжести до 100 кг. Активный позволял бойцу поднимать вес уже до 200 кг.
• 2013 год - команда ученых отделилась для разработки «ЭкзоАтлета» в медицинских целях. Их девиз гласил, что в экзоскелетах будут ходить реальные люди.

• 2014 год - НИИ МГУ получает главный приз от Startup Village. Команда стала резидентом «Сколково», а также вошла в пятерку финалистов соревнования Generation S и выступила на Олимпиаде в Сочи по робототехнике. Далее было представление разработки в Сингапуре и проведение переговоров с главным реабилитологом страны.
• 2015 год - первые продажи. Архангельская область закупила 6 костюмов для проведения исследований и испытаний. В этом же году состоялась первая поездка на Ближний Восток. На Х Венчурной ярмарке в Казани команда заняла первое место в номинации высоких технологий.
• 2016 год - «ЭкзоАтлет» пересекает Атлантику и покоряет американский, а также азиатский рынки. Этот год ассоциируется у разработчиков скелета с выстрелом из сигнального пистолета. Стартуют продажи устройств по России, а также начинаются серьезные клинические исследования.

«ЭкзоАтлет» дома

Наш «Атлет» устроен так, что полностью воспроизводит походку обладателя. Но это не говорит о том, что процесс будет осуществляться без участия хозяина. Такое передвижение можно сравнить с катанием на велосипеде. Человеку придется привыкнуть к управлению. С такой аппаратурой нужно заново учиться держать равновесие и делать первые шаги один за другим. Этот процесс занимает от нескольких часов до нескольких дней. Процедура обучения управлением экзоскелета проходит в клинике, где устройство регулируют под личные параметры обладателя:

• ширина таза;
• высота спинки;
• длина и пропорция ног.

Естественно, все проходит под контролем врача, который перед каждой тренировкой проводит полную проверку организма. Далее пациент вправе проводить тренировку и реабилитацию на дому, но опять же под присмотром. Робот фиксирует телеметрические данные и передает в центр наблюдения.

Если спинной мозг получил травму относительно недавно, то есть шанс избежать инвалидности. Но этот «золотой час» длится недолго. Чем скорее пациент встанет на ноги и сделает первый шаг с помощью «ЭкзоАтлета», тем больше у него шансов восстановить двигательные функции и возвратиться к обычной жизни. Но важно помнить, что процесс реабилитации у каждого свой и зависит от жизненных ресурсов пострадавшего человека.

В случае полной утраты двигательных функций «ЭкзоАтлет» станет частичной заменой инвалидному креслу. Следует понимать, что в костюме вы не сможете проводить дни напролет, так как это средство реабилитации. Ежедневные тренировки в костюме заменят сразу трех физиотерапевтов, а также принципиально изменят качество жизни парализованных пациентов. Экзоскелет поможет людям начать ходить. Прогулки приведут к тому, что вентиляция легких значительно улучшится, артериальное давление придет в норму, повысится подвижность суставов, уйдут инфекции мочевых путей, восстановится питание внутренних органов и мышц, а также наладится работа кишечника. Все это является физиологическим эффектом.

Эмоциональный и психологический аспекты в жизни инвалида не менее важны. Парализованные люди при использовании «ЭкзоАтлета» заметили, что у них улучшилось настроение и отношение к окружающему миру. Их жизнь стала наполняться красками, положительными впечатлениями и эмоциями. У них появляются новые силы. Теперь они способны общаться наравне с окружающими людьми. В глазах пилотов «ЭкзоАтлета» появляется огонь и интерес к жизни. Они говорят, что за их спиной не электроника и аккумулятор, а пара технологичных крыльев.

Японский HAL

В Стране восходящего солнца биомеханика человека не стоит на месте. Ученые японской экспериментальной лаборатории разработали гибридную вспомогательную конечность. Сегодня на острове ею пользуются люди с ограниченными возможностями. Разработка и совершенствование этого костюма проходила в Цукубинском университете в течение 20 лет! Сегодня японцы активно внедряют HAL-технологию в медицине. Компания Cyberdyne (владелец прав на экзоскелет) сдала в аренду более трехсот экземпляров. Еще в 2013 году изобретение получило сертификат по безопасности в использовании. Этот факт открыл дорогу устройству на мировой рынок, а также подтвердил его надежность.

Обладатель модификации HAL-5 может поднимать и передвигать вещи и предметы, превышающие в пять раз по массе максимальную нагрузку в естественных условиях. Такой поворот в мире техники и роботов значительно упрощает работу спасателям и ликвидаторам различных последствий. Но эту модификацию пока не внедрили.

Заключение

Ранее мы видели фантастические разработки в кино. В играх встречали экзоскелет («Сталкер»), но и подумать не могли, что скоро такие технологии станут доступны обычному человеку. В 2017 году проводятся активные испытания в области управления костюмом силой мысли. Наши ученые теперь обязаны научить операционную системы мгновенно считывать мыли оператора. Проблемы автономности батареи постепенно решаются, так как Министерство обороны РФ планирует начать закупать такие аппараты уже в начале 2020 года. Нам же остается лишь ждать и за наши светлые головы в НИИ механики МГУ.

Сегодня в России нет рынка аналогичной продукции. Нам еще предстоит его создавать. Остается открытым и вопрос о том, доведут ли свое детище инженеры и конструкторы до совершенства. Отечественной команде «ЭкзоАтлета» придется решить огромное количество сложных вопросов: синхронизация считывания импульса и реакции аппаратуры, увеличение объема аккумулятора, уменьшение его веса и многое другое. Это направление в мире набирает обороты и становится популярным все больше и больше. Растут и конкуренты, проводя огромное количество испытаний. Европейский рынок экзоскелетов специалисты оценили уже в полтора миллиарда евро. Давайте же пожелаем российским разработчикам удачи, творческих успехов и очередных прорывов и открытий на их нелегком творческом пути!