Ciekawe rozwiązania - żołnierz z aluminium i krzemu

Ten półprodukt to egzoszkielet. Specjalna zbroja wzmacniająca kościec i mięśnie żołnierza, w którą wsiada się niczym w otulający fotel samochodu sportowego. Na zlecenie amerykańskiej wojskowej agencji badawczej DARPA pracuje nad nią firma Sarcos z Salt Lake City. Od roku 2000 wojskowi wpompowali w program kilkadziesiąt milionów dolarów.

Człowiek to czy robot? Ważąca 75 kg zbroja aż 20-krotnie zwiększa siłę ubranego w nią człowieka

Dzięki ważącemu ok. 75 kg egzoszkieletowi "amerykańscy chłopcy" będą kiedyś siłą dorównywać antycznym herosom. Dzisiaj maszyna 20-krotnie zwiększa siłę swego "kierowcy". Wojskowi planują, że już niedługo tak uzbrojeni żołnierze będą wykorzystywani do załadunku, przenoszenia skrzyń z amunicją, naprawy ciężkiego sprzętu czy noszenia rannych. Temu, który kiedyś ruszy w egzoszkielecie do boju, będzie on dodatkowo zapewniał ochronę przed kulami. Amerykański żołnierz XXI wieku założy też na głowę hełm wyposażony w wyświetlacz, kamerę i system komunikacji.

Działanie egzoszkieletu jest stosunkowo proste. Czujniki odczytują ruch ramion czy nóg i przesyłają informację do komputera pokładowego. Ten wydaje polecenia mechanicznym ramionom i nogom wyposażonym w specjalne przekładnie hydrauliczne zastępujące ludzkie stawy i silniczki odgrywające rolę mięśni. Egzoszkielet naśladuje więc funkcjonowanie na linii mięśnie - mózg.

Sarcos twierdzi, że jego aluminiowy kostium będzie można kupić za cenę małego samochodu (w USA są one prawie dwa razy tańsze niż w Polsce). Strategia firmy zakłada, że egzoszkielety najpierw wmaszerują do wojska, a potem trafią także do cywila - będą używane np. przez strażaków i robotników w fabrykach. Zapewne kiedyś pomogą też osobom niepełnosprawnym, także weteranom wojennym.

Zanim ta nowinka techniczna trafi do Iraku czy Afganistanu, inżynierowie z Sarcosa będą musieli rozwiązać problem zasilania. Dzisiaj akumulatory ich egzoszkieletu wytrzymują ledwie pół godziny. To dlatego podczas pokazów dla prasy ów robot był zasilany z zewnętrznego źródła. Z jednej strony to dobrze, że egzoszkielet można podłączyć do akumulatora zainstalowanego w czołgu czy helikopterze albo do zewnętrznego generatora. Docelowa konstrukcja powinna jednak pozwolić ubranemu w nią żołnierzowi na "zerwanie się ze smyczy" i dobę pracy bez dostępu do gniazdka elektrycznego.

Egzoszkielet to system aluminiowych kości, stawów i mięśni sprzęgniętych z „układem nerwowym”, czyli przewodami elektrycznymi i komputerem, a także „pokarmowym” - źródłem zasilania. Konstrukcja niczym cień reaguje na ruchy żołnierza, biorąc na siebie prawie cały wysiłek. Nawet ułomek jest w niej silny jak tur

Inżynierom z Sarcosa udało się za to pokonać największą barierę, o którą rozbijały się wojskowe badania nad egzoszkieletem prowadzone w USA od połowy lat 90. Ich robot błyskawicznie reaguje na ruchy swojego "nosiciela". Podczas pokazu prasowego jeden z programistów firmy Rex Jameson bez specjalnego wysiłku i bez końca przerzucał ciężkie ładunki. - Na początku czułem się dziwnie z tym robotem na grzbiecie. Kiedy jednak mu zaufałem, wszystko stało się proste - opowiadał.

Ramiona i nogi egzoszkieletu naszpikowane są czujnikami, które śledzą każde drgnienie mięśni żołnierza i przekazują informację o nich do komputera pokładowego. Ten przekazuje impuls „nerwowy” do silniczków elektrycznych, które sterują dźwigniami hydraulicznymi. Ramię robota może poruszać się we wszystkich „ludzkich” kierunkach dzięki kilku tzw. stopniom swobody - przegubom zastępującym staw barkowy, łokieć i nadgarstek

Wydaje się, że inteligentna zbroja to dopiero początek "ubierania" żołnierza w nowoczesną technikę. Co dalej? Być może prawdziwa rewolucja odbędzie się na poziomie komórkowym, w skali nano. Wyobraźmy sobie maleńkie roboty o średnicy miliardowej części metra, które wbudowują się w ciało żołnierza i tworzą giganta o niespożytej sile, energii i szybkości, odpornego na rany zadawane przez wroga. Czysta fantastyka? Na razie tak.