"Gezinen Dünya" daki bireysel dış iskelet giymek için 2075'e kadar beklemenize gerek yok
Dünya on yedinci yıl dolaşmaya başladığında, insanlık benzeri görülmemiş bir krizle karşılaştı. Jüpiter'in gelgit kuvveti binlerce gezegen motoruna zarar verdi. Filmin konusu bundan ortaya çıkıyor. Bunların arasında kahraman, bir düzineden fazla lehçeyi konuşabilen "Çin Kalbi" ni kurtarmak için çıplak elleriyle demir kapıyı kırdı.Kurtarma ekibi, araç kaybolduğunda çakmaktaşı Şangay'dan Hangzhou'ya yaya olarak sürükledi.Çok zaman almadı.
Bireysel dış iskelet böyle bir planı mümkün kılar ve makineli tüfekçinin Gatling buzkıran taşımasını makul kılar. Biliyorsunuz, birçok filmdeki mobil Gatling'in her şeyi süpürmesi çok gerçekçi değil. Dakikada binlerce mermi atış hızına sahip bu altı namlulu makineli tüfek, ateş ederken kendi ağırlığı ve geri tepmesi bir yana, tek başına cephanesiyle taşınması uygun değildir.
Ama bu tür dış iskeletler artık siyah teknoloji değil, belki 2075'e kadar beklemek zorunda değiller, birkaç yıl içinde her yerde olacaklar.
01. Dış iskelet nedir?Dış iskelet terimi, böceklerin ve kabuk yaratıkların sert kabuğundan türetilmiştir.Bireysel dış iskelet robotu, çelik bir çerçeveden oluşan ve insanlar tarafından giyilebilen mekanik bir cihazdır.Ayrıca takviyeli elbise, güç tulumu ve güç tulumu olarak da adlandırılır. Zırh, vb. Gibi bu ekipman, insan fiziksel gücünün, korunma yeteneğinin ve karmaşık ortamlara uyumluluğunun iyileştirilmesini sağlamak için vücudun dışına yıpranan ve iskelet görünümüne sahip mekanik cihazlar aracılığıyla insan vücuduna güç katar.
En temel işlevi, kullanıcıyı sıradan bir insandan güçlü bir adama dönüştürmektir.Bu özellik, dış iskeletin geniş bir uygulama yelpazesine sahip olduğu anlamına gelir.
Dış iskeletin ilk prototipi, 19. yüzyılın sonunda, insanların dış iskelet ilkelerini gerçekte uygulamaya başladıkları zaman ortaya çıktı. Rus Nicholas Yagin, insanların hareket etmesine yardımcı olmak için enerji depolamak için sıkıştırılmış gaz torbaları kullanarak insanlara yürüme, zıplama ve koşma konusunda yardımcı olan bir cihaz geliştirdi.
1960'larda, ilk gerçek dış iskelet cihazı, Hardiman adlı Birleşik Devletler General Electric Company tarafından geliştirildi. Hidrolik ve elektrik gücüyle sürülerek kullanıcının gücünü 25 kat artırabilir 110 kg ağırlığındaki bir nesneyi kaldırmak 4,5 kg kaldırmak kadar kolaydır. Ancak 0,76 m / sn'lik yavaş hareket hızı bu ekipmanın pratikliğini sınırlar. Aynı zamanda, iletim sisteminin geri kalmışlığı bu ekipmanın tepki hızını son derece yavaşlatır.
02. Askeri alanDış iskeletlere ilk ilgi orduydu. ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı'nın dış iskelet cihazının askeri uygulamaya büyük ilgi gösterdiği anlaşılıyor. 2001 yılında, kara askerlerinin savaş yeteneklerini geliştirmeyi amaçlayan bir insan dış iskelet performans geliştirme projesi duyuruldu.Ve bu şekilde dış iskelet robot kavramı önerildi ve askeri uygulamaları da sürekli olarak araştırıldı.
Her iki dış iskelet cihazı da askerlerin gücünü, esnekliğini ve dayanıklılığını değişen derecelerde artırarak daha hızlı koşma hızları, daha yüksek atlama yükseklikleri ve daha güçlü ağırlık taşıma yetenekleri elde etmelerine olanak tanıyor. Lockheed Martinin HULC'si, kullanıcının kalça ve diz eklemlerine güç desteği sağlayan ve kullanıcının hareketlerini algılamak için sensörler kullanan bir alt ekstremite güç dış iskeletidir. Yerleşik mikro bilgisayar, makinenin kullanıcı ile senkronize olmasını sağlar. aksiyon. Modüler bileşenleri ayrıca kullanıcının kolayca değiştirmesine ve boşaltmasına izin verir. Kullanıcı saatte 4 kilometre hızla düz bir zeminde yürüdüğünde, HULC'nin 20 kilometre menzili vardır. Maksimum sürat hızı 16 km / s'dir.
XOS ve ikinci nesil ürünü XOS2, tüm vücudu kaplayan, 17: 1 oranında ağır nesneleri taşıyabilen, yani askerler 170 kilogram eşya taşıdığında 10 kilogram taşımak kadar kolay olan dış iskelet cihazlardır. Hidrolik bir motorla çalıştırılır ve çeşitli sensörler, kullanıcının hareketlerini ve kuvvetin konumunu algılar.
Amerika Birleşik Devletleri'nin yanı sıra Çin, Rusya, Kanada, Avustralya, Japonya ve diğer ülkeler de kendi askeri dış iskelet robot projelerini geliştiriyor.
Yaşam bilimi ve teknoloji bilgi dergisi "Popular Science" geçen yıl bir makalede Çin'in bu nesil ürünlere dayalı yeni nesil dış iskelet robotları geliştirdiğinden bahsetmişti. Yeni ürün malzeme, ergonomi ve güç kaynağı açısından iyileştirildi, böylece daha iyi dağ yürüyüşü yeteneği, daha uzun dayanıklılık ve daha iyi kullanım gerçek / algılanan oranına sahip.
Rusya, "Savaşçı-21" giyilebilir dış iskeletini geliştirdi. Ekipmanı, sırt çantası tipi bir dış çerçeve, metal ayaklar ve bunlara karşılık gelen güç ekipmanından oluşur.Hidrolik bir transmisyon sistemi ve kutu tipi bir mikro hava hızı sensörü kullanır.Tam yükte hareket hızı saatte 16 kilometreye ulaşabilir. Aynı zamanda Rusya, 2022'de çıkması beklenen üçüncü nesil "Warrior-3" aktif dış iskelet sistemini de geliştiriyor. Bu, piyade için gelecekteki bir savaş sistemidir, askerin beline sabitlenmiştir ve son derece yüksek isabet oranına sahip tek elle ateşleme silahları elde edebilir. Sistemin dış katmanı titanyumdan, iç katmanı ise hafif karbon fiberden yapılmıştır. Kask, çevresindeki ortama göre otomatik olarak renk değiştirebilir.
03. Endüstriyel alanDış iskelet robotları, insanların birçok iş yapmasına da yardımcı olabilir. İtfaiyeciler enkazı taşımak için kullanabilir, inşaat işçileri onu daha ağır makine ve malzemeleri kaldırmak ve çalıştırmak için kullanabilir ve hemşireler, yürüme yeteneğini kaybetmiş ağır hastaları taşımak için bile kullanabilir.
Bunlar arasında dış iskelet robotlarının endüstriyel alanda uygulanması son yıllarda hızla gelişmiştir. Ford daha önce, başlarını ve ellerini kaldırmanın uzun vadeli hareketlerinin neden olduğu kas yorgunluğunu ve omurga yükünü azaltmalarına yardımcı olmak için dünya çapındaki 15 fabrikada işçileri EksoVest dış iskelet ekipmanıyla donatacağını duyurmuştu.
Bu yılın başlarında Kaliforniya Üniversitesi Berkeley Ergonomi Laboratuvarı'ndan çıkan suitX tarafından piyasaya sürülen "Phoenix" dış iskelet sistemi, daha hafif ve daha ucuz olmayı hedefliyor.Tüm sistem 25 kg'dan az 27 pound. Hafif, 40.000 ABD doları olan fiyatı, mutlak değeri düşük olmasa da, hayatının ikinci yarısında tekerlekli sandalyede yaşayamayacak birçok insan için önemli bir getiri oranı olan bir yatırım olarak kabul edilebilir.
Çin'in dış iskelet ürünleri, askeri kullanımdan sivil kullanıma doğru giderek genişleyen bir süreçten geçiyor. Nüfusun yaşlanma eğilimi hızlandıkça, Çin bir işgücü darboğazı ile karşı karşıya kalacak. Dış iskelet robotları, bu sorunu çözmenin iyi bir yolu olarak kabul edilir. Bu nedenle, tıbbi bakım ve endüstriyel üretimin verimliliğini çözen dış iskelet ekipmanının, Çin ve Japonya arasında gelecekteki teknoloji rekabetinin yeni bir alanı olacağına dair bir söz var.
04. Pil ve güvenilirlikPratikliğe ek olarak, güç aynı zamanda dış iskelet ekipmanını kısıtlamanın anahtarıdır. Örneğin, Lockheed Martinin HULCü güç kaynağı olarak yalnızca birkaç lityum pil ile donatılmıştır ve yalnızca bir saat çalışmasını destekleyebilir. İçten yanma gücünün cihaza entegre edilmesi, cihazın çok hantal olmasına neden olacak ve kullanıcının esnekliğini etkileyecektir.
Güç kaynağı harici ise, dış iskelet cihazının sürekli güç beslemesi garanti edilebilmesine rağmen, faaliyet aralığı ciddi şekilde kısıtlanacaktır. Bu, bir fabrikada kullanılabilir, ancak bir savaş alanı ortamında kullanılamaz.
Sadece batarya teknolojisinin mevcut darboğazı kırmasını bekleyen dış iskelet robotlar gerçekten gerçeğe dönüşebilir. İleriye baktığımızda, hala dış iskelet robotlarının tam potansiyelini açığa çıkaran enerji kaynağı nükleer füzyon olabilir. Minyatür bir nükleer füzyon motoru, küçük bir alanda ekipmana bol miktarda enerji sağlayacak ve böylelikle sınırsız olanaklar yaratacaktır.
05. gelecekteki gelişmeAslında sadece dolaşan dünya değil, sayısız bilim kurgu filmi bizim için detaylı bir plan çizdi.
"Alien 2" deki dış iskelet, çelik uzaylı matrisini sertleştirebilir
"Edge of Tomorrow" daki dış iskelet sistemi, piyadelerin ateş gücünü büyük ölçüde artırabilir
Iron Man'in kıyafeti, bireysel dış iskelet zırhının zirvesidir
"Halo" serisindeki Başçavuşun Quake Güç Zırhı en ünlü ekipmandır.
Enerji teknolojisindeki sıçramadan sonra dış iskelet ekipmanındaki en büyük kısıtlamanın ortadan kalkacağına inanılıyor.O zaman bu teknolojinin potansiyeli, dünyanın her yerinden bilim adamlarının çabalarını harekete geçirecek, güvenilirlik ve insan-makine entegrasyonu gibi sorunların çözüleceğine inanılıyor. Dış iskelet artık sadece filmlerde olmayacak.
Kaynak: Bilim ve Teknoloji, Guangdong Eyaleti Soruşturması, Zhihu, Sina Teknolojisi, vb.(Bu makale bir ağ alıntı veya yeniden basımdır, telif hakkı orijinal yazara veya yayın medyasına aittir. Çalışmanın telif hakkına dahilseniz, lütfen bizimle iletişime geçin.)
