Es wurde ein gedankengesteuertes Exoskelett der Hand geschaffen. Wie funktionieren Exoskelette? Merkmale und Spezifikationen

Die Wissenschaft bringt die Entwicklung der Technologie grundlegend auf den Punkt Neues level. Heute sind es immer mehr interessante Projekte, mit denen Sie Geräte mithilfe der Gedankenkraft steuern können. Bisher sind die meisten dieser Entwicklungen medizinischer Natur, doch jede von ihnen hat ein enormes kommerzielles Potenzial. Ein solches wurde kürzlich von einer Gruppe Schweizer Wissenschaftler gezeigt.

Wer möchte nicht Objekte nur mit der Kraft seiner Gedanken bewegen? Wissenschaftler der École Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) haben einen weiteren Schritt in der Entwicklung solcher Technologien gemacht. Sie entwickelten ein leichtes Exoskelett für die menschliche Hand, das in Zukunft Menschen mit schweren Verletzungen erheblich unterstützen kann Behinderungen. Die Einzigartigkeit der Entwicklung liegt darin, dass das Exoskelett über Gehirnimpulse gesteuert wird.

Die Schweizer Entwicklung besteht aus mehreren wichtigen Komponenten: einem weichen EEG-Helm mit Elektroden, einer Steuereinheit mit Monitoren und fünf verbundenen Metallsehnenkabeln, die sich entlang des gesamten menschlichen Arms erstrecken und daran befestigt sind draußen Hände, wobei die Handfläche frei bleibt. Der Helm wird zur Aufzeichnung von Gehirnimpulsen benötigt. Die Steuereinheit wird auf der Brust des Patienten befestigt.

Es dauert nur wenige Minuten, dieses gesamte System an einer Person anzubringen. Verzichten Hilfe von außen Dies ist immer noch schwierig, jedoch unterscheidet sich das Gerät bereits qualitativ von seinen Analoga. Außerdem, Neue Entwicklung Es konnte sich auch durch sein sehr geringes Gewicht von der Masse ähnlicher Geräte abheben. Das Exoskelett unterstützt verschiedene Formen der Steuerung; es kann über Augenbewegungen, Sprachbefehle und sogar ein Smartphone gesteuert werden.

An dieser Moment Das neue Produkt wurde bereits an Patienten getestet, die zuvor schwere Verletzungen erlitten hatten Rückenmark oder einen Schlaganfall erlitten haben. Die Macher hoffen, dass ihre Entwicklung den Menschen im Rehabilitationsprozess helfen kann, vor allem bei der Erledigung der üblichen Hausarbeiten.

Fortsetzung des Themas heute.

Exoskelette helfen Gelähmten beim Gehen, erleichtern schwere Arbeit, schützen Soldaten auf dem Schlachtfeld und verleihen uns Superkräfte.

1. Activelink Power Loader

Benannt nach dem berühmten Exoskelett aus dem Film „Aliens“ ist der Activelink Power Loader so konzipiert, dass er schwere Lasten leichter macht Handarbeit Eigentümer, unabhängig von seinem Alter, Geschlecht und Körperbau, und zielt darauf ab, „eine Gesellschaft ohne Einschränkungen zu schaffen“, heißt es in der Pressemitteilung von Activelink. Tochtergesellschaft berühmter japanischer Elektronikhersteller Panasonic.

2.HAL

HAL (Hybrid Assistive Limb) ist ein mechanisches Exoskelett aus Japan, das von Cyberdine Inc. entwickelt wurde. (Ja, genau wie die Jungs, mit denen im Terminator alles begann), wurde 1997 als Prototyp erstellt und wird heute in japanischen Krankenhäusern eingesetzt, um schwerkranken Patienten bei ihren täglichen Aktivitäten zu helfen. Es ist auch bekannt, dass HAL von japanischen Bauarbeitern und sogar Rettern während der Beseitigung des Fukushima-1-Unfalls im Jahr 2011 eingesetzt wurde.

3. Ekso Bionics

14. Projekt „Walk Again“

Die FIFA Fußball-Weltmeisterschaft 2014 in Brasilien wurde von Juliano Pinto eröffnet, der von der Hüfte abwärts gelähmt war und das Recht erhielt, als Erster den WM-Ball zu schießen. Möglich wurde dies durch ein von der Duke University entwickeltes Exoskelett, das direkt mit seinem Gehirn verbunden ist. Diese Veranstaltung ist Teil des Walk Again-Projekts, das von einem 150-köpfigen Team unter der Leitung des renommierten Neurologen und führenden Vertreters auf dem Gebiet der Gehirn-Maschine-Schnittstellen, Dr. Miguel Nicolelis, ins Leben gerufen wurde. Juliano Pinto dachte einfach, er wolle den Ball treten, das Exoskelett zeichnete die Gehirnaktivität auf und aktivierte die für die Bewegung notwendigen Mechanismen.

Ein Exoskelett ist ein äußerer Rahmen, der es einer Person ermöglicht, wirklich fantastische Aktionen auszuführen: Gewichte heben, fliegen, mit hoher Geschwindigkeit laufen, riesige Sprünge machen usw. Und wenn Sie denken, dass nur die Hauptfiguren über solche Geräte verfügen“ Ironman" oder „Avatar“, dann irren Sie sich zutiefst. Sie stehen der Menschheit seit den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts zur Verfügung; außerdem können Sie lernen, wie man ein Exoskelett mit eigenen Händen zusammenbaut! Allerdings das Wichtigste zuerst.

Exoskelett: Einführung

Heute können Sie sich ganz einfach ein Exoskelett kaufen – ähnliche Produkte werden von Ekso Bionics und Hybrid Assistive Limb (Japan), Indego (USA) und ReWalk (Israel) hergestellt. Aber nur, wenn Sie 75-120.000 Euro mehr übrig haben. In Russland werden derzeit nur medizinische Exoskelette hergestellt. Sie werden von der Firma Exoatlet entworfen und hergestellt.

Das erste Exoskelett wurde bereits in den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts von Wissenschaftlern von General Electric und US-Militärkonzernen hergestellt. Es hieß Hardiman und konnte eine Last von bis zu 110 kg frei in die Luft heben. Die Person, die dieses Gerät anlegte, erfuhr dabei eine Belastung, als würde sie 4,5 kg heben! Nur Hardiman selbst wog ganze 680 kg. Deshalb war er nicht sehr gefragt.

Alle Exoskelette werden in drei Typen unterteilt:

vollständig robotisch;

für Beine.

Moderne Roboteranzüge wiegen zwischen 5 und 30 kg oder mehr. Sie können entweder aktiv oder passiv sein (sie arbeiten nur auf Befehl des Bedieners). Je nach Verwendungszweck werden Exoskelette in Militär, Medizin, Industrie und Raumfahrt unterteilt. Schauen wir uns die bemerkenswertesten davon an.

Die beeindruckendsten Exoskelette unserer Zeit

Natürlich wird es in naher Zukunft nicht möglich sein, solche Exoskelette mit eigenen Händen zu Hause zusammenzubauen, aber es lohnt sich, sie kennenzulernen:

DM (Traummaschine). Hierbei handelt es sich um ein vollautomatisches hydraulisches Exoskelett, das durch die Stimme seines Bedieners gesteuert wird. Das Gerät wiegt 21 kg und kann eine Person mit einem Gewicht von bis zu einem Zentner tragen. Bisher wird es zur Rehabilitation von Patienten eingesetzt, die aufgrund von Erkrankungen des Zentralnervensystems oder anderen neuromuskulären Erkrankungen nicht gehen können. ungefähren Kosten- 7 Millionen Rubel.
Exo GT. Die Mission dieses Exoskeletts ist die gleiche wie die des vorherigen – es hilft Menschen mit Pathologien motorische Funktionen Beine Die Eigenschaften ähneln denen des vorherigen, der Preis beträgt 7,5 Millionen Rubel.
ReWalk. Aufruf, gelähmten Menschen wieder Bewegung zu geben untere Gliedmaßen. Das Gerät wiegt 25 kg und kann 3 Stunden lang ohne Aufladen arbeiten. Das Exoskelett ist in Europa und den USA für umgerechnet 3,5 Millionen Rubel erhältlich.
REX. Heute kann dieses Gerät in Russland für 9 Millionen Rubel gekauft werden. Das Exoskelett ermöglicht Menschen mit Beinlähmung nicht nur das selbstständige Gehen, sondern auch die Fähigkeit, aufzustehen/hinzusetzen, sich umzudrehen, auf dem Mond zu laufen, Treppen hinunterzugehen usw. REX wird über einen Joystick gesteuert und kann den ganzen Tag ohne Aufladen betrieben werden.
HAL (Hybrid Assistive Limb). Es gibt zwei Versionen – für Arme und für Arme/Beine/Rumpf. Diese Erfindung ermöglicht es dem Bediener, ein Gewicht zu heben, das fünfmal schwerer ist als das für eine Person zulässige Gewicht. Es wird auch zur Rehabilitation gelähmter Menschen eingesetzt. Dieses Exoskelett wiegt nur 12 kg und die Ladezeit beträgt 1,0 bis 1,5 Stunden.

So stellen Sie Ihr eigenes Exoskelett her: James Hacksmith Hobson

Der erste und bislang einzige Mensch, dem es gelang, außerhalb des Labors ein Exoskelett zu konstruieren, ist der kanadische Ingenieur James Hobson. Der Erfinder hat ein Gerät zusammengebaut, mit dem er 78 Kilogramm schwere Schlackenblöcke frei in die Luft heben kann. Sein Exoskelett arbeitet mit pneumatischen Zylindern, die von einem Kompressor mit Energie versorgt werden, und die Steuerung des Geräts erfolgt über eine Fernbedienung.

Der Kanadier macht aus seiner Erfindung kein Geheimnis. Auf der Website des Ingenieurs und auf seinem YouTube-Kanal können Sie nach seinem Beispiel lernen, wie man ein Exoskelett mit eigenen Händen zusammenbaut. Bedenken Sie jedoch, dass das von einem solchen Exoskelett angehobene Gewicht ausschließlich auf der Wirbelsäule des Bedieners lastet.

DIY-Exoskelett: ungefähres Diagramm

Es gibt keine detaillierte Anleitung, mit der Sie das Exoskelett problemlos zu Hause zusammenbauen können. Es ist jedoch klar, dass Folgendes erforderlich sein wird:

Rahmen, gekennzeichnet durch Stärke und Beweglichkeit;
hydraulische Kolben;
Überdruckkammern;
Vakuumpumpen;
Stromversorgung;
langlebige Rohre, die hohem Druck standhalten;
Computer zur Steuerung;
Sensoren;
Software, mit der Sie Informationen von Sensoren senden und umwandeln können erforderliche Arbeit Ventile

Wie diese Komposition ungefähr funktionieren wird:

Eine Pumpe muss den Druck im System erhöhen, die andere muss ihn senken.
Die Funktion der Ventile hängt vom Druck in den Druckkammern ab, dessen Anstieg/Abfall das System steuert.
Anordnung der Sensoren (gegen die Bewegung der Gliedmaßen): sechs Arme, vier Rücken, drei Beine, zwei Füße (insgesamt mehr als 30).
Eine Computersoftware soll den Druck auf die Sensoren eliminieren.
Sensorsignale müssen in bedingte (die daraus gewonnenen Informationen sind nützlich, wenn der bedingungslose Sensor nicht über den Druck spricht, den er erfährt) und bedingungslose Signale unterteilt werden. Die Bedingtheit/Unbedingtheit dieser Elemente kann beispielsweise durch einen Beschleunigungsmesser ermittelt werden.
Die Hände des Exoskeletts haben drei Finger und sind vom Handgelenk des Bedieners getrennt, um Verletzungen vorzubeugen und für zusätzliche Kraft zu sorgen.
Die Stromquelle wird nach der Montage und Probeprüfung des Exoskeletts ausgewählt.

Bisher nur im Bereich der Rehabilitation beginnen sie bereits Einzug in unser Leben zu halten. Es tauchen Erfinder auf, die in der Lage sind, ein solches Gerät außerhalb des Labors zu bauen. Es ist durchaus möglich, dass in naher Zukunft jedes Schulkind ein Stalker-Exoskelett mit eigenen Händen zusammenbauen kann. Es lässt sich schon jetzt vorhersagen, dass solchen Systemen die Zukunft gehört.

Ein Exoskelett ist ein äußerer Rahmen, der es einer Person ermöglicht, wirklich fantastische Aktionen auszuführen: Gewichte heben, fliegen, mit hoher Geschwindigkeit laufen, riesige Sprünge machen usw. Und wenn Sie denken, dass nur die Hauptfiguren von „Iron Man“ oder „Avatar“ über solche Geräte verfügen, dann irren Sie sich zutiefst. Sie stehen der Menschheit seit den 60er Jahren zur Verfügung. letztes Jahrhundert; Darüber hinaus können Sie lernen, wie Sie mit Ihren eigenen Händen ein Exoskelett zusammenbauen! Allerdings das Wichtigste zuerst.

Exoskelett: Einführung

Alle Exoskelette werden in drei Typen unterteilt:

vollständig robotisch;

für Beine.

Die beeindruckendsten Exoskelette unserer Zeit

Natürlich wird es in naher Zukunft nicht möglich sein, solche Exoskelette mit eigenen Händen zu Hause zusammenzubauen, aber es lohnt sich, sie kennenzulernen:

DM (Traummaschine). Hierbei handelt es sich um ein vollautomatisches hydraulisches Exoskelett, das durch die Stimme seines Bedieners gesteuert wird. Das Gerät wiegt 21 kg und kann eine Person mit einem Gewicht von bis zu einem Zentner tragen. Bisher wird es zur Rehabilitation von Patienten eingesetzt, die aufgrund von Erkrankungen des Zentralnervensystems oder anderen neuromuskulären Erkrankungen nicht gehen können. Die ungefähren Kosten betragen 7 Millionen Rubel.
Exo GT. Die Mission dieses Exoskeletts ist die gleiche wie beim vorherigen: Es hilft Menschen mit Erkrankungen der motorischen Funktionen der Beine. Die Eigenschaften ähneln denen des vorherigen, der Preis beträgt 7,5 Millionen Rubel.
ReWalk. Aufruf, Menschen mit Querschnittslähmung wieder Bewegung zu geben. Das Gerät wiegt 25 kg und kann 3 Stunden lang ohne Aufladen arbeiten. Das Exoskelett ist in Europa und den USA für umgerechnet 3,5 Millionen Rubel erhältlich.
REX. Heute kann dieses Gerät in Russland für 9 Millionen Rubel gekauft werden. Das Exoskelett ermöglicht Menschen mit Beinlähmung nicht nur das selbstständige Gehen, sondern auch die Fähigkeit, aufzustehen/hinzusetzen, sich umzudrehen, auf dem Mond zu laufen, Treppen hinunterzugehen usw. REX wird über einen Joystick gesteuert und kann den ganzen Tag ohne Aufladen betrieben werden.
HAL (Hybrid Assistive Limb). Es gibt zwei Versionen – für Arme und für Arme/Beine/Rumpf. Diese Erfindung ermöglicht es dem Bediener, ein Gewicht zu heben, das fünfmal schwerer ist als das für eine Person zulässige Gewicht. Es wird auch zur Rehabilitation gelähmter Menschen eingesetzt. Dieses Exoskelett wiegt nur 12 kg und die Ladezeit beträgt 1,0 bis 1,5 Stunden.

So stellen Sie Ihr eigenes Exoskelett her: James Hacksmith Hobson

DIY-Exoskelett: ungefähres Diagramm

Es gibt keine detaillierte Anleitung, mit der Sie das Exoskelett problemlos zu Hause zusammenbauen können. Es ist jedoch klar, dass Folgendes erforderlich sein wird:

Rahmen, gekennzeichnet durch Stärke und Beweglichkeit;
hydraulische Kolben;
Überdruckkammern;
Vakuumpumpen;
Stromversorgung;
langlebige Rohre, die hohem Druck standhalten;
Computer zur Steuerung;
Sensoren;
Software, die es Ihnen ermöglicht, Informationen von Sensoren für den gewünschten Betrieb von Ventilen zu senden und umzuwandeln.

Wie diese Komposition ungefähr funktionieren wird:

Eine Pumpe muss den Druck im System erhöhen, die andere muss ihn senken.
Die Funktion der Ventile hängt vom Druck in den Druckkammern ab, dessen Anstieg/Abfall das System steuert.
Anordnung der Sensoren (gegen die Bewegung der Gliedmaßen): sechs Arme, vier Rücken, drei Beine, zwei Füße (insgesamt mehr als 30).
Eine Computersoftware soll den Druck auf die Sensoren eliminieren.
Sensorsignale müssen in bedingte (die daraus gewonnenen Informationen sind nützlich, wenn der bedingungslose Sensor nicht über den Druck spricht, den er erfährt) und bedingungslose Signale unterteilt werden. Die Bedingtheit/Unbedingtheit dieser Elemente kann beispielsweise durch einen Beschleunigungsmesser ermittelt werden.
Die Hände des Exoskeletts haben drei Finger und sind vom Handgelenk des Bedieners getrennt, um Verletzungen vorzubeugen und für zusätzliche Kraft zu sorgen.
Die Stromquelle wird nach der Montage und Probeprüfung des Exoskeletts ausgewählt.

Roboteranzüge, bisher nur im Bereich der Rehabilitation, halten bereits Einzug in unser Leben. Es tauchen Erfinder auf, die in der Lage sind, ein solches Gerät außerhalb des Labors zu bauen. Es ist durchaus möglich, dass in naher Zukunft jedes Schulkind ein Stalker-Exoskelett mit eigenen Händen zusammenbauen kann. Es lässt sich schon jetzt vorhersagen, dass solchen Systemen die Zukunft gehört.

Wenn Sie zu denen gehören, die alle Teile von Iron Man mit großer Freude gesehen haben, waren Sie wahrscheinlich begeistert Eisenanzug, die Tony Stark trug, bevor er gegen die Bösewichte kämpfte. Stimmen Sie zu, es wäre schön, so einen Anzug zu haben. Zusätzlich zu der Fähigkeit, Sie im Handumdrehen überall hin zu bringen, sogar zum Brotholen, würde es Ihren Körper vor allen Arten von Schäden schützen und ihm übermenschliche Kräfte verleihen.

Es wird Sie wahrscheinlich nicht überraschen, dass eine leichtere Version des Iron Man-Anzugs es den Soldaten schon bald ermöglichen wird, schneller zu rennen, schwerere Waffen zu tragen und sich durch unwegsames Gelände zu bewegen. Gleichzeitig schützt der Anzug vor Kugeln und Bomben. Militäringenieure und private Unternehmen arbeiten seit den 1960er Jahren an Exoskeletten, aber erst die jüngsten Fortschritte in der Elektronik und Materialwissenschaft haben uns der Verwirklichung dieser Idee näher gebracht als je zuvor.

Im Jahr 2010 demonstrierte der US-Rüstungskonzern Raytheon ein experimentelles Exoskelett namens XOS 2 – im Wesentlichen ein vom menschlichen Gehirn gesteuerter Roboteranzug –, der ohne Anstrengung oder Hilfe das Zwei- bis Dreifache des Gewichts eines Menschen heben konnte. Ein anderes Unternehmen, Trek Aerospace, entwickelt ein Exoskelett mit integriertem Jetpack, das mit einer Geschwindigkeit von 112 km/h fliegen und bewegungslos über dem Boden schweben kann. Diese und eine Reihe anderer vielversprechender Unternehmen, darunter Monster wie Lockheed Martin, bringen den Iron Man-Anzug jedes Jahr näher an die Realität.

Lesen Sie das Interview mit dem Schöpfer des russischen Exoskeletts Stachanow.

ExoskelettXOS 2 vonRaytheon

Beachten Sie, dass nicht nur das Militär von der Entwicklung eines guten Exoskeletts profitieren wird. Eines Tages können sich Menschen mit Rückenmarksverletzungen oder degenerativen Erkrankungen, die ihre Mobilität einschränken, dank Außenrahmenanzügen problemlos bewegen. Erste Versionen von Exoskeletten wie ReWalk von Argo Medical Technologies sind bereits auf den Markt gekommen und haben breite Zustimmung gefunden. Allerdings steckt das Gebiet der Exoskelette derzeit noch in den Kinderschuhen.

Welche Revolution versprechen zukünftige Exoskelette auf dem Schlachtfeld? Welche technischen Hürden müssen Ingenieure und Designer überwinden, um Exoskelette für den Menschen wirklich praktisch zu machen? täglicher Gebrauch? Lass es uns herausfinden.

Geschichte der Entwicklung von Exoskeletten

Krieger tragen seit jeher Rüstungen an ihren Körpern, aber die erste Idee eines Körpers mit mechanischen Muskeln tauchte 1868 in der Science-Fiction in einem der Groschenromane von Edward Sylvester Ellis auf. Das Buch „Steam Man of the Prairies“ beschrieb einen Riesen Dampfmaschine menschliche Form, die ihren Erfinder, den brillanten Johnny Brainerd, mit einer Geschwindigkeit von 96,5 km/h bewegte, als er Stiere und Indianer jagte.

Aber das ist fantastisch. Das erste echte Patent für ein Exoskelett erhielt der russische Maschinenbauingenieur Nikolai Yagn in den 1890er Jahren in Amerika. Der für seine Entwicklungen bekannte Designer lebte mehr als 20 Jahre im Ausland und patentierte ein Dutzend Ideen, die ein Exoskelett beschreiben, das es Soldaten ermöglicht, problemlos zu rennen, zu gehen und zu springen. Tatsächlich ist Yagn jedoch nur für die Entwicklung des „Stoker's Friend“ bekannt – eines automatischen Geräts, das Dampfkessel mit Wasser versorgt.

Von N. Yagn patentiertes Exoskelett

1961, zwei Jahre nachdem Marvel Comics Iron Man erfunden und Robert Heinlein Starship Troopers geschrieben hatte, beschloss das Pentagon, eigene Exoanzüge herzustellen. Er machte sich daran, einen „Servosoldat“ zu schaffen, der als „menschliche Kapsel mit Lenkung und Verstärkern“ beschrieben wurde, die es ermöglichte, schwere Gegenstände schnell und einfach zu bewegen und den Träger vor Kugeln, giftigen Gasen und Hitze zu schützen und Strahlung. Mitte der 1960er Jahre hatte der Ingenieur Neil Meisen von der Cornell University ein 15,8 Kilogramm schweres, tragbares Exoskelett mit Rahmen entwickelt, das als „Superman-Anzug“ oder „menschlicher Verstärker“ bezeichnet wurde. Damit konnte der Benutzer mit jeder Hand 453 Kilogramm heben. Gleichzeitig hatte General Electric ein ähnliches 5,5-Meter-Gerät entwickelt, den sogenannten „Pedipulator“, der von einem Bediener von innen gesteuert wurde.

Trotz dieser sehr interessanten Schritte waren sie nicht von Erfolg gekrönt. Die Anzüge erwiesen sich als unpraktisch, aber die Forschung ging weiter. In den 1980er Jahren entwickelten Wissenschaftler des Los Alamos Laboratory einen Entwurf für den sogenannten Pitman-Anzug, ein Exoskelett für amerikanische Truppen. Das Konzept blieb jedoch bestehen Zeichenbrett. Seitdem hat die Welt mehrere weitere Entwicklungen erlebt, aber Materialmangel und Energiebeschränkungen haben es uns nicht ermöglicht, den echten Iron Man-Anzug zu sehen.

Seit Jahren sind Hersteller von Exoskeletten an den Grenzen der Technologie gescheitert. Die Computer waren zu langsam, um die Befehle zu verarbeiten, die die Anzüge antreiben. Es gab nicht genügend Stromversorgung, um das Exoskelett tragbar genug zu machen, und die elektromechanischen Antriebsmuskeln, die die Gliedmaßen bewegten, waren einfach zu schwach und sperrig, um auf „menschliche“ Weise zu funktionieren. Dennoch war ein Anfang gemacht. Die Idee eines Exoskeletts erwies sich als zu vielversprechend, als dass sich der militärische und medizinische Bereich einfach davon trennen könnte.

Mensch-Maschine

In den frühen 2000er Jahren begann die Suche nach einem echten Iron Man-Anzug Früchte zu tragen.

Defense Advanced Research Projects Agency DARPA, Inkubator für exotische und fortgeschrittene Technologien Das Pentagon startete ein 75-Millionen-Dollar-Programm zur Entwicklung eines Exoskeletts zur Verbesserung des menschlichen Körpers und seiner Leistungsfähigkeit. Die Anforderungsliste der DARPA war ziemlich ehrgeizig: Die Agentur wollte ein Fahrzeug, das es einem Soldaten ermöglichen würde, tagelang unermüdlich Hunderte Kilogramm Fracht zu transportieren, große Geschütze zu unterstützen, für die normalerweise zwei Bediener erforderlich sind, und in der Lage wäre, einen verwundeten Soldaten vom Gelände zu befördern Schlachtfeld, wenn nötig. In diesem Fall muss das Auto feuersicher sein und auch hoch springen können. Viele hielten den DARPA-Plan sofort für undurchführbar.

Aber nicht alles.

Sarcos – angeführt vom Roboterschöpfer Steve Jacobsen, der zuvor einen 80 Tonnen schweren mechanischen Dinosaurier erschaffen hatte – kam auf die Idee Innovationssystem, bei dem Sensoren diese Signale nutzten, um eine Reihe von Ventilen zu steuern, die wiederum die unter hohem Druck stehende Hydraulik in den Gelenken regulierten. Die mechanischen Gelenke bewegten Zylinder, die durch Kabel verbunden waren, die den Sehnen nachahmten, die menschliche Muskeln verbinden. Als Ergebnis wurde das experimentelle Exoskelett XOS geboren, das einen Menschen wie ein riesiges Insekt aussehen ließ. Sarcos wurde schließlich von Raytheon übernommen, das die Entwicklung fortsetzte und fünf Jahre später die zweite Generation des Anzugs einführte.

Das Exoskelett XOS 2 begeisterte die Öffentlichkeit so sehr, dass das Time Magazine es in seine Top-5-Liste 2010 aufnahm.

In der Zwischenzeit arbeiteten andere Unternehmen wie Berkeley Bionics daran, die Energiemenge zu reduzieren, die künstliche Prothesen benötigen, damit das Exoskelett lange genug funktionieren kann, um praktikabel zu sein. Ein Projekt aus den 2000er Jahren, der Human Load Carrier (HULC), konnte mit einer einzigen Ladung bis zu 20 Stunden lang betrieben werden. Der Fortschritt schritt nach und nach voran.

Exoskelett HAL

Bis zum Ende des Jahrzehnts Japanisches Unternehmen Cyberdyne hat einen Roboteranzug namens HAL entwickelt, dessen Design noch unglaublicher ist. Anstatt sich auf die Muskelkontraktionen eines menschlichen Bedieners zu verlassen, operierte HAL mit lesenden Sensoren elektrische Signale Gehirn des Bedieners. Theoretisch könnte ein HAL-5-basiertes Exoskelett es dem Benutzer ermöglichen, alles zu tun, was er will, indem er nur darüber nachdenkt, ohne einen einzigen Muskel zu bewegen. Doch vorerst sind diese Exoskelette ein Projekt der Zukunft. Und sie haben ihre eigenen Probleme. Beispielsweise sind bisher nur wenige Exoskelette für den öffentlichen Gebrauch zugelassen. Der Rest wird noch getestet.

Entwicklungsprobleme

Bis 2010 führte das DARPA-Projekt zur Schaffung von Exoskeletten zu bestimmten Ergebnissen. Derzeit können fortschrittliche Exoskelettsysteme mit einem Gewicht von bis zu 20 Kilogramm bis zu 100 Kilogramm heben Nutzlast praktisch ohne Bedieneraufwand. Gleichzeitig sind die neuesten Exoskelette leiser als ein Bürodrucker, können sich mit einer Geschwindigkeit von 16 km/h bewegen, Kniebeugen ausführen und springen.

Vor nicht allzu langer Zeit stellte einer der Rüstungskonzerne, Lockheed Martin, sein Exoskelett vor, das für das Heben schwerer Lasten konzipiert ist. Das sogenannte „passive Exoskelett“, das für Werftarbeiter entwickelt wurde, überträgt die Last einfach auf die Beine des Exoskeletts am Boden.

Der Unterschied zwischen modernen Exoskeletten und solchen, die in den 60er Jahren entwickelt wurden, besteht darin, dass sie mit Sensoren und GPS-Empfängern ausgestattet sind. Dadurch erhöht sich der Einsatz für militärische Zwecke weiter. Soldaten könnten durch den Einsatz solcher Exoskelette zahlreiche Vorteile erlangen, von der präzisen Geopositionierung bis hin zu zusätzlichen Superkräften. DARPA entwickelt außerdem automatisierte Stoffe, die in Exoskeletten zur Überwachung der Herz- und Atemwegsgesundheit eingesetzt werden könnten.

Wenn die amerikanische Industrie diesen Weg weiter beschreitet, wird sie sehr bald über Fahrzeuge verfügen, die sich nicht nur „schneller, höher, stärker“ bewegen können, sondern auch mehrere Hundert zusätzliche Nutzlasten transportieren können. Allerdings wird es noch mindestens einige Jahre dauern, bis es wirklich so weit ist. Eisenmänner„wird ins Spiel kommen.

Wie so oft können die Entwicklungen militärischer Behörden (denken Sie zum Beispiel an das Internet) in Friedenszeiten von großem Nutzen sein, da die Technologie schließlich zum Einsatz kommt und den Menschen hilft. Menschen mit Rückenmarksverletzungen und Muskelschwund, die an einer vollständigen oder teilweisen Lähmung leiden, können ein erfüllteres Leben führen. Berkeley Bionics testet beispielsweise eLegs, ein batteriebetriebenes Exoskelett, das es einer Person ermöglichen würde, über längere Zeiträume zu gehen, zu sitzen oder einfach zu stehen.

Eines ist sicher: Der Prozess der rasanten Entwicklung von Exoskeletten begann zu Beginn dieses Jahrhunderts (nennen wir es die zweite Welle), und wie alles endet, wird sehr, sehr bald bekannt werden. Technologien stehen nie still, und wenn Ingenieure etwas in Angriff nehmen, führen sie es zu einem logischen Abschluss.