Ordu için giyilebilir robotlar, dış iskelet endüstrisinin en dinamik alt kümesidir. Askeri dış iskeletler ABD, Çin, Kanada, Güney Kore, İngiltere, Rusya ve Avustralya tarafından test ediliyor ve bunlar kamuoyunun bildiği projeler. Diğer birçok askeri dış iskelet projesi gizli kalıyor. Son 10 yılda askeri dış iskeletlerin ne kadar değiştiğini ve ekzo geliştiricilerin aldığı yeni yönü görmek için kamuya açık alanda hala yeterli bilgi var.
Askeri Dış İskeletlerin Tarihi
Savaş tarihi gibi, askeri dış iskeletlerin tarihi de zorluklar ve hayal kırıklıklarıyla doludur. Robert Heinlein tarafından yazılan 1959 tarihli “Starship Troopers” kitabı, askeri güçle çalışan zırhı öne çıkaran, geniş çapta dolaşıma giren ilk kurgu eseri olarak kabul ediliyor. Askeri bir dış iskeletin neye benzemesi gerektiğini özetleyen bazı eski patentler ve çizimler olsa da, alandaki araştırmacılar, teknolojinin aktif bir savaş bölgesine yerleştirilmesinden çok uzak olduğunu fark ettiler. Hastanelerin, rehabilitasyon merkezlerinin ve fabrikaların nispeten kontrollü ve yapılandırılmış ortamları, giyilebilir robot uygulamaları için daha verimli bir zemin sağladı.
2010 yılı civarında, ordu için iki büyük dış iskelet projesi kamuoyunun dikkatine sunuldu: Ekso Bionics ve Lockheed Martin'in HULC (İnsan Evrensel Yük Taşıyıcısı) ve Sarcos/Raytheon'un XOS ve XOS2'si. Her ikisi de daha katı hareketlilik artışı için tam vücut kıyafetleriydi. Her iki proje de halkın hayal gücünü büyüledi. Ancak her makale ve haber programında, iki exo'nun yetenekleri ve başarısı giderek daha fazla abartılıyordu. Bu nedenle, ABD Ordusu her iki projeye de ilgi göstermeyi bıraktığında büyük bir şok yaşadı. Sadece birkaç ay içinde, görünüşe göre dış iskelet teknolojisi, orduda tam olarak konuşlandırılmasından aylar uzaktayken işe yaramaz ve peşinden gitmeye değmeyen bir şeye dönüşmüştü.
İlk askeri dış iskeletlerin düşüşü, boyutları ve güç tüketimiydi. Hem HULC hem de XOS tam vücut kıyafetleri olduğundan, büyük metal çerçevelere ve birden fazla aktüatöre sahiptiler. Tüm bu bireysel aktüatörlerin aslında bir asker için ne yaptığını ölçmek ve karakterize etmek yeterince zordu, ancak onlara güç vermek imkansızdı. XOS projesinde pil teknolojisinin yetişeceği düşüncesiyle ilk olarak motorların ve kontrol sisteminin geliştirilmesine ağırlık verildi. XOS 2, her zaman bir güç kaynağına bağlanması gereken bağlı bir dış iskeletti. Hiçbir pilin elbiseye uzun süre güç sağlayamayacağı anlaşılınca geliştirme iptal edildi.
HULC projesi, XOS ile benzer güç kaynağı sorunlarıyla karşılaştı ancak Ekso Bionics ve Lockheed Martin ekipleri projenin çalışması için çok sıkı mücadele etti. HULC, daha az güç tüketmek için defalarca yeniden tasarlandı. Bir noktada, gazla çalışan küçük bir motor getirildi. Ancak Boston Dynamics'in şimdi öğrendiği gibi, ABD Ordusu, birliklerinin konumunu bildiren yüksek sesli bir motor fikrini takdir etmedi.
HULC başarılı olamasa da, iHAS adı verilen motorsuz ve elektroniksiz sadeleştirilmiş bir versiyon , işte ve endüstride kullanım vaadini gösteren ilk pasif dış iskeletlerden biri oldu . iHAS, sonunda Ekso Works ve FORTIS pasif dış iskeletlerine ilham veren Mantis'e dönüştü. Sarcos, Raytheon'dan ayrıldı ama hala aktif bir şirket ve kesinlikle ilginç bir şey üzerinde çalışıyor.
Yıllar geçtikçe, askeri dış iskeletler daha küçük, daha hafif ve daha özel cihazlara dönüştü. Karşılaştırma için, HULC'nin ilk versiyonlarından bazıları 53 lb. (24 kg), yeni askeri eksoların çoğu için 11 lb. (5 kg) ağırlığındaydı.
Askeri Dış İskeletler İçin Zorluklar
Askeri dış iskeletler, endüstriyel muadilleriyle aynı zorlukların birçoğuyla karşı karşıyadır: saatlerce giyilme rahatlığı ve önceden belirlenmiş ekipman ve standartlarla entegrasyon. Askeri dış iskeletler, zaten kabul edilmiş askeri teçhizatla çalışmak zorundadır. Örneğin, bir piyade zırhlı yeleği askeri bir dış iskeletin oturmasını engelliyorsa, dış iskeletin gitmesi gerekir. Askeri dış iskeletler evrensel olmalı, ancak rahat olmalı ve askerle tamamen entegre olmalı, silahların veya siper alma yeteneğinin önüne geçmemelidir.
Bu nedenle, en yeni askeri dış iskeletlerin çoğunun motorları ve aktüatörleri kullanıcının önünde veya arkasında bulunur. Bu, cihazın büyük bir kısmını kalçalarda veya bacakların yanında tutan dış iskeletlerin büyük çoğunluğuyla keskin bir tezat oluşturuyor.
Ayrıca, dış iskeletlerin güvenilir ve çok dayanıklı olması gerekir. Bir paraşütçünün uçaktan atlaması, bir göle paraşütle atlaması, çamurda sürünmesi ve ardından düşmanla çatışmak için saklanmak için koşması gerekiyorsa, dış iskeletin çalışması gerekir ve bir yük haline gelmez.
Askeri dış iskeletler için fırsatlar
Orduda dış iskeletlerin benimsenmesi için gerçek bir fırsat var. Genel bir kural olarak, bir asker ne kadar çok ekipman giymek zorundaysa, bir günde o kadar az mesafe katedebilir. Güvenlik açısından, askeri birliğin kat etmesi beklenen mesafe, askerlerin ne kadar zırh giyebileceği ile ters orantılıdır. Teçhizatla dolu bir piyadenin metabolik maliyetinin azaldığını gösterebilen bir dış iskelet, daha fazla yer kaplayabilen, daha fazla erzaka sahip, daha bağımsız hale gelen ve ek zırha sahip askerler anlamına gelebilir.
20KTS+'ın Mojo serisi dışındaki tüm askeri dış iskeletler, bir askerin metabolik maliyetini bir şekilde azaltmayı amaçlar. Dış iskelet, yürürken askere doğrudan güç desteği uygulayabilir, ekipman ağırlığının bir kısmını yere aktarmaya çalışabilir veya daha küçük pilleri şarj ederek pillerin ağırlığını azaltabilir. Bu kuralın en büyük istisnası , küçük teknelerde veya araçlarda ayakta duran askerler üzerindeki titreşimleri azaltan Terra Mojo ve Marine Mojo by 20KTS+' dır.
Kategoriler ve Örnekler:
Tıpkı diğer üç dış iskelet alt alanı gibi (tıbbi, iş/sanayi, tüketici/sivil) askeri dış iskeletler de işleve göre kategorilere ayrılabilir.
Tüm Vücut Askeri Dış İskeletleri
Bunlar bacakları ve kolları örten giyilebilir robotlardır. Bilim kurgu dışında (filmler, kitaplar ve bilgisayar oyunları) geliştirilmekte olan birkaç gerçek prototip var. Tüm vücudu saran giysiler, HULC ve XOS 2 ile aynı zayıflıkları paylaşırlar. Büyüktürler, çok fazla aktüatöre sahiptirler ve çalıştırılmaları ve kontrol edilmeleri zordur. Sonuç olarak, daha sonraki birçok tam vücut projesi, ayrı veya modüler alt gövde ve üst vücut giyilebilir robotlar olarak ikiye bölündü.
Ordu için prototip aşamasına ulaşan tam vücutla çalışan dış iskeletler kaldı:
- HULC, Lockheed Martin ve Ekso Bionics tarafından
- Sarcos/Raytheon'dan XSO ve XSO2
Alt Gövdeden Güç Alan Askeri Dış İskeletler
Alt ekstremite (veya sadece bacak) dış iskeletleri bacaklara yardım sağlar. Giyilebilir cihaz yere kadar uzanıyorsa yükleri aktarmak için de kullanılabilir. Bir askeri dış iskeletin her zaman esnek ve uyumlu olması gerektiğinden, hızlı hareket ederken taşıyabileceği yük miktarı her zaman sınırlı olacaktır. Bu cihazlar ayrıca sert metal çerçeveli klasik olabilir veya tamamen yumuşak malzemelerden yapılabilir. Bu, güçlendirilmiş bacak dış iskeletlerinin ana amaçlarına göre tek bir kategoride birleştirilmesine izin verir: hareketlilik desteği sağlamak ve hareketin metabolik maliyetini azaltmak ).
Güçlü alt vücut askeri dış iskelet örnekleri:
- Uyumlu Universal Knee Exosuit (resmi adı bilinmiyor) – Ekso Bionics & Defence Advanced Research Projects Agency's Warrior Web
- ExoAtlet tarafından ExoAtlet
- RB3D tarafından Herkül
- Revizyon Military ile B-Temia'dan Kinetic Operations Suit
- Arizona Eyalet Üniversitesi tarafından çeşitli prototipler
- SpringActive tarafından çeşitli prototipler
- Wyss Institute ve Defence Advanced Research Projects Agency'nin Warrior Web'inden Wyss Exosuit
- SuperFlex by SRI Robotics / SuperFlex ve Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı'nın Warrior Web'i
- Çinli PLA tarafından bilinmeyen prototip
- West Point tarafından Koşu Yardımı için Kalça Harekete Geçiren Dış İskelet
- Güç Zırhı (bilinmeyen resmi tanım) – Ekso Bionics & SRI Robotics
Pasif Askeri Dış İskeletler
- 20KTS+' dan Marine Mojo
- 20KTS+ tarafından Terra Mojo
- DSTO (Avustralya Savunma Bilimi ve Teknolojisi Organizasyonu) tarafından Operasyon Dış İskeleti
Enerji Temizleyici Askeri Dış İskeletler
Enerji toplayan dış iskeletler, askerin enerji toplama girişimini kasıtlı olarak engeller. Toplanan enerji, bir pili şarj etmek veya doğrudan bir cihaza (iletişim cihazı gibi) güç sağlamak için elektriğe dönüştürülebilir. Bazı alt vücut dış iskeletleri sözde yardımcıdan enerji kollektifine dönüştürülebilir, ancak bu onları kalıcı olarak daha ağır hale getirecektir. Enerji toplayan bir diz dış iskeletinin kaba bir prototipinin nasıl göründüğü hakkında bir fikir edinmek için şu makaleye bakın: Kullanıcı İçin Enerji Çıkaran Dış İskeletler .
Genellikle yürümeden elde edilen enerji topukta olur. Uyumlu bir öğe, topuk vuruşunda sıkıştırılarak az miktarda enerji sağlar. Tarihsel olarak, enerji çıkarma cihazları, onları takmanın maliyetinden daha az enerji üretiyordu. Çöpçü bir askeri dış iskeletin en iyi örneği, Bionic Power'ın PowerWalk'ıdır. Mayıs 2016'da şirket, ABD Ordusu için PowerWalk'ın ilk düşük hacimli üretimi için 1,25 milyon dolarlık ek bir sözleşme imzaladı.
Tandem NSI'nin enerji temizleyen askeri dış iskeletlerin ardındaki ilgiyi açıklayan olağanüstü bir makalesi vardı. Bir konuşlandırmanın 72 saat (3 gün) olduğunu varsayarsak, bir askerin bu süre boyunca tüm cihazlarına güç sağlamak için yeterli elektriğe sahip olması gerekir. Şu anda, bu 17 pound pillere geliyor. Bu 17 kiloyu taşıyabilen bir cihaz (bacak dış iskeleti gibi) sorunu çözmenin bir yoludur. Başka bir yöntem, pillerin ağırlığını, 72 saatlik süre boyunca dış iskelet tarafından sürekli olarak şarj edilen daha küçük bir şarj edilebilir pille değiştirerek azaltmak olacaktır. Şarj edilebilir cihazın ağırlığının ve engelinin metabolik maliyeti, şarj edilemeyen pilleri taşımanın metabolik maliyetinden daha küçükse, cihaz başarılı olacaktır.
Örnekler:
- Bionic Power'dan PowerWalk
- SpringActive tarafından SPARK
Sabit Askeri Dış İskeletler
Ordunun neden hiçbir yere gidemeyen bir dış iskelet sistemine sahip olmak istediği kulağa mantıksız gelebilir, ancak gerçekten araştırılmakta olan bir dış iskelet sistemi var. Bu MAXFAS'tır: Ateşli Silah Nişan Sabitleme için Hareketli Kol Dış İskeleti. Dan Baechle, titremeyi önleyen dış iskeletler üzerine yapılan araştırmaya dayanarak, aynı teknoloji kullanılarak doğal el hareketlerinin ve varyasyonlarının daha da bastırılıp bastırılamayacağını merak etti. İlk araştırması son derece umut verici ve denekler, sabit dış iskeleti üzerinde eğitim aldıktan sonra bir tabanca ile nişan almalarını geliştirmeyi başardılar. Tam yayın şu adrestedir: udspace.udel.edu .
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder
Hallo 🙋🏼♀️