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
В Архангельске на набережной Северной Двины, не взирая на сильный ветер и холодную погоду, состоялась прогулка Сергея Рубинштейна в экзоскелете. Это следующий этап большой исследовательской работы группы инженеров, врачей, специалистов Северного государственного медицинского университета, 1-й городской больницы имени Е.Е.Волосевич и компании «ЭкзоАтлет» - резидента фонда «Сколково» по внедрению сложного технического средства реабилитации (ТСР) в программу реабилитации людей с инвалидностью.
Прогулке в экзоскелете предшествовали тренировки в зале ЛФК, семейное торжество четы Рубинштейнов - венчание в июле 2016-го, работа в офисе. Напомним, проект, стартовавший в 2016 году, реализуется при поддержке регионального правительства и Корпорации развития Архангельской области.
Сергей Рубинштейн - активный участник проекта, он одержим главной целью - восстановить утраченную девять лет назад способность самостоятельно передвигаться. «Сегодня сбылась моя давняя мечта пройтись по нашей красивой набережной, проверить свои возможности и показать другим, что все возможно, надо только не бояться и очень желать. А еще я очень хочу, чтобы экзоскелет перешел из разряда реабилитационного прибора в обычный, став помощником в быту, на работе, на отдыхе, чтобы можно было им свободно пользоваться, передвигаться, не задумываясь о помощи со стороны», - сказал Сергей.
Накануне он преодолел лестничный пролет - тренировки проходят в отделении восстановительного лечения 1-й горбольницы. Экзоскелет имеет несколько вариантов настройки «шага», на набережной были применены два из них: высокий - для ровной поверхности и средний - при подъеме по ступенькам. Пилот прошел участок набережной от улицы Свободы до площади Мира и поднялся к монументу, олицетворяющему Победу советского народа в Великой Отечественной войне. И это очень символично, что Сергей посетил мемориал, продемонстрировав свою победу над недугом.
Следует отметить, что на прогулке вместе с ним был и его 12-летний юный друг Алеша, получивший инвалидность после ДТП. По мнению Сергея, своей одержимостью он показывает таким же людям, утратившим способность самостоятельно ходить, что ничего непреодолимого в этой жизни нет. «Но для этого я ежедневно тренируюсь или в спортзале, или в бассейне, или в экзоскелете. По этой причине мне не сложно передвигаться теперь и по улице», - добавил пилот.
Елена Бондаренко, Ответственный исследователь по внедрению экзоскелета в региональную программу реабилитации людей с инвалидностью отметила, что всего в исследовании принимают участие 23 жителя области, имеющие травмы спинного мозга. География участников исследования расширяется и сегодня она представлена Архангельском, Северодвинском, Новодвинском, Приморским, Мезенским, Холмогорским, Красноборским, Вельским и Лешуконским районами. С большой гордостью она также сообщила, что в проект включились пациенты, перенесшие инсульт – их семеро. «Мы получили очень хорошие результаты и нашим опытом уже заинтересовались московские коллеги, - сказала Елена Бондаренко. - Экзоскелет для данной категории наших пациентов хорош еще и тем, что он помогает восстановить правильную походку, что немаловажно при лечении заболевания».
Новая версия усовершенствованного и сертифицированного экзоскелета поступила в регион в марте этого года и сразу была включена в процесс реабилитации. Сегодня инженеры «ЭкзоАтлета» работают над его другой версией – для подростков, и тут разработчиками в первую очередь будут учтены уже другие, ростовые и технические параметры.
«Безусловно, проект успешно развивается. Важно отметить внедрение в процесс реабилитации инноватику. С помощью применения высоких технологий повышается и качество оказания медицинской реабилитации, и качество жизни наших пилотов, их семей. У пациентов происходит переосмысление и формируется желание работать над собой, ответственно относится к своему здоровью. Участвуя в этом проекте, мы видим возросшую мотивацию пилотов заботиться о своем физическом состоянии», - сказала руководитель социального кластера Юлия Ковалева.
Она также отметила команду специалистов СГМУ и 1-й городской больницы имени Е.Е.Волосевич, их сплоченность, вовлеченность в процесс работы с пациентами, высокую заинтересованность в конечном результате их деятельности.
Знаменательная прогулка завершилась общим фото на фоне монумента Победы. Следующую пилот и организаторы публичного мероприятия намерены провести в конце июля при большем числе гуляющих по набережной горожан и гостей города.
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.
ЦНИИточмаш Госкорпорации Ростех представил перспективную боевую экипировку включающую в себя экзоскелет, а также новый высокоточный снайперский комплекс в двух калибрах.
Экипировка включает в себя:
Стальной шлем с забралом, непробиваемым защитным стеклом и встроенной дыхательной защитной маской (противогазом). Также оборудован прибором ночного видения
Очки со встроенным дисплеем, который показывает информацию о противнике, а также о состоянии здоровья солдата. Согласно показаниям датчиков, костюм сможет оказывать бойцу ограниченную медпомощь
Чешуйчатый бронежилет, не ограничивающий движения бойца. Защитный костюм адаптируется к окружающей среде, автоматически регулируя температуру. Броня также водонепроницаема, защищена от воздействия огня и имеет защитный окрас и интегрированную систему опознавания «Свой - чужой»
Винтовку, которая имеет два ствола разного калибра для разных боевых задач, а также подствольный гранатомет
Экзоскелет из титана, который управляется интеллектуальной системой и служит для того, чтобы помочь бойцу переносить тяжелое вооружение на длительные расстояния и преодолевать различные препятствия. Кроме того, быстросъемный экзоскелет увеличит физическую силу и выносливость солдата, скорость его передвижения на марше или поле боя
Сапоги, защищеные от пуль, осколков и мин. Также, в них встроены детекторы мин, система подавления минного радиосигнала, и батареи, питающие экзоскелет. Обувь защищена от огня
Современная боевая экипировка «Ратник» считается броней второго поколения, а этот прототип можно уверенно отнести к четвертому
Остальные подробности - военная тайна
Западные издания уже сравнили новейшую российскую броню с экипировкой штурмовиков из «Звездных войн» Джорджа Лукаса. Россия упорно работает над тем, чтобы заменить живых солдат роботами, которые смогут участвовать в боевых действиях на суше, в воздухе, в воде и даже в космосе, пишут западные СМИ.
Как заявил порталу Hi-Tech Mail.ru представитель ЦНИИТОЧМАШ, это концептуальная модель, и сроки выхода в массовое производство пока не уточняются. Детали и подробности также пока не известны - про них расскажут в августе на Международном военно-техническом форуме «Армия-2017», который пройдет в Кубинке.
Григорий Матюхин