Экзоскелеты для американских солдат: миф или реальность?

В ближайшем будущем в Афганистан могут отправиться первые образцы экзоскелета HULC. Как сообщил представитель американской компании Lockheed Martin, HULC уже готов к серийному производству и прошел полевые испытания в США.

Экзоскелет - это надеваемый "поверх тела" внешний каркас, обычно (но не обязательно) снабженный силовыми приводами. Его задача - увеличить силу носителя и уменьшить нагрузку.

Большинство конструкций работает так. Сенсоры фиксируют мышечные сокращения, далее автоматически принимается "решение", какое именно движение машина должна сымитировать. Затем в дело вступают моторы, и экзоскелет воспроизводит движение в "усиленном" варианте.

Ключевых проблем у технологии две. Во-первых, для экзоскелета нужен чрезвычайно компактный - при значительной мощности - источник питания. Во-вторых, реакция механизмов на сокращение мышц происходит с неизбежной задержкой, и задача в том, чтобы свести эту задержку до минимума.

При этом, естественно, сложность воспроизведения далеко не одинакова. Проще всего "изобразить" движения ног, сложнее - гораздо более разнообразные движения рук, и, наконец, наибольшую сложность представляет моторика кисти.

Как и большинство реализуемых сейчас идей, идея создания экзоскелета впервые посетила военных в начале 1960-х - предполагалось, что подобная конструкция увеличит силу "стандартного", ничем не выдающегося пехотинца в двадцать раз. К концу десятилетия General Electric и United States military действительно создали нечто под названием Hardeman - очень громоздкое (680 кг), неуклюжее и медлительное. Как оказалось, тогдашний уровень технологий был, мягко говоря, недостаточен для полноценной реализации идеи. В итоге, после некоторых перипетий, военные забыли концепцию как страшный сон, оставив ее на растерзание энтузиастам (в конце 1970-х, например, в Массачусетском технологическом университете безуспешно испытывались механические "ноги" для инвалидов).

Но в 2000 годау DARPA решило "вспомнить будущее", запустив программу Exoskeletons for Human Performance Augmentation. "Техзадание" предусматривало создание "полного" (для рук и ног) экзоскелета и составляло часть проекта по созданию снаряжения для солдата будущего - Land Warrior.

Разработки начали несколько команд, включая робототехническую компанию Sarcos и университет Беркли. По другую сторону Тихого океана ими занялись японцы из Cyberdyne Systems (именно эта компания упоминается в фильме "Терминатор"). Впоследствии Sarcos была куплена военно-промышленным гигантом Raytheon, а Berkeley Bionics попала в объятия Lockheed Martin. В результате Пентагону и миру предъявили несколько занимательных конструкций. Lockheed показала уже знакомого нам HULC, Raytheon - два варианта машины под названием XOS, а Cyberdyne Systems - экзоскелет HAL.

Посмотрим, что они собой представляют. Уже знакомый нам HULC весит 25 кг и легко укладывается в рюкзак. Пока он не полностью соответствует идеалам DARPA - у машины не "роботизированы" руки. Однако с помощью специальных приспособлений даже вес переносимого в руках груза передается на титановую раму экзоскелета. В итоге HULC позволяет пехотинцу с минимальными усилиями транспортировать до 90 кг. Ранний вариант экзоскелета, показанный в 2009-м, мог проделывать это в течение часа со скоростью 4,8 км/ч, а специальный "спринтерский" режим позволял совершать короткие броски со скоростью 17 км/ч. Однако это была тестовая версия. В своем нынешнем виде, с более мощной литий-ионной батареей "скелет" способен двигаться 8 часов, а будущее принадлежит генератору на топливных элементах - и 24 часам.

HAL-5, созданный Cyberdyne Systems, - уже "полный" экзоскелет. Машина весит 23 кг, способна двигаться два с половиной часа. HAL-5 предназначен в основном для реабилитации инвалидов и обладает достаточно ограниченными силовыми возможностями.

Его прямой противоположностью являются построенные Raytheon экзоскелеты XOS-1 и XOS-2. Это тоже "полные" конструкции с роботизированными руками, хотя кисти заменяют разнообразные крючья и захваты. Машины позволяют достаточно свободно манипулировать грузами порядка тех же 90 кг. Однако из-за внушительного энергопотребления они все еще неавтономны, и, кроме того, массивны - XOS-2 весит 88 кг. Пока их основное назначение - погрузка и разгрузка, при этом никто особенно не скрывает, что речь, прежде всего, идет о военном снаряжении и боеприпасах.

Каковы дальнейшие перспективы? Во-первых, это "достройка" экзоскелета до "полноценной" и при этом автономной версии. В этой области уже наметились подвижки. Появились, например, роботизированные "перчатки" - по сути, экзоскелеты кистей рук. Во-вторых, это переход от создающей неизбежные задержки "сенсорной" системы управления к использованию нейроинтерфейсов - "мыслеуправлению". Первые прототипы здесь тоже созданы.

Каковы перспективы использования "полноценного" варианта технологии? Очевидно, она пригодится для реабилитации инвалидов и на любых работах, требующих серьезного физического труда - на стройках, в сельском хозяйстве; экзоскелет может стать своего рода личным транспортом. Однако очевидно и то, что первым и основном пользователем технологии станет армия.

На поле боя появится пехота принципиально нового поколения. Она будет способна превзойти обычную и в защищенности, и в огневой мощи, и в подвижности, и в способности обнаруживать противника - потому что разом отпадут чисто физические ограничения, мешающие оснастить пехотинца "адекватными" средствами защиты, обнаружения и нападения. Изменится и соотношение сил между пехотой и другими родами войск.

Наконец, технология может своеобразно повлиять на "формат" армии. Если наследники HULC останутся дорогими, армии станут более компактными и профессиональными. С другой стороны, использование экзоскелетов в значительной степени обесценит разницу в физической подготовке - в итоге при их достаточной дешевизне армии могут стать намного более массовыми.