Представьте, что вы носите высокотехнологичный бронежилет, который делает вас сверхсильным и неутомимым.
Такая технология, точнее называемая экзоскелетом, звучит как прерогатива серии фильмов о супергероях «Железный человек».
Тем не менее, это оборудование все чаще используется в реальной жизни по всему миру. И один производитель - California's SuitX - ожидает, что он станет мейнстримом.
«Я не сомневаюсь, что эти устройства в конечном итоге будут продаваться в хозяйственных магазинах», - говорит основатель SuitX Хомаюн Казеруни. «Когда цены снизятся, вы сможете просто покупать их в Home Depot».
Проще говоря, экзоскелет - это внешнее устройство, которое поддерживает, покрывает и защищает своего пользователя, обеспечивая больший уровень силы и выносливости.
Иногда их также называют «носимые роботы», они могут работать от батарей или от компьютера, включая двигатели и гидравлику. Или это могут быть более простые пассивные конструкции, в которых используются пружины и демпферы.
«Объединение людей и машин в одну систему открывает новые возможности», - говорит Адриан Спрагг, эксперт по технологиям в консалтинговой компании Accenture. «Многие из первых приложений были ориентированы на военные и медицинские приложения, но в последние несколько лет наблюдается взрывной рост использования в целом ряде случаев».
Это расширение, сопровождавшееся быстрым развитием технологий, привело к тому, что рабочие на производстве все чаще использовали экзоскелеты. В настоящее время также разрабатываются версии для потребителей, чтобы облегчить людям все, от домашних дел до ходьбы, подъема по лестнице и других повседневных дел.
В одном из отчетов говорится, что в результате продажи стали стали расти. Согласно исследованию ABI Research, мировые доходы от экзоскелетов вырастут с 392 млн долларов (284 млн фунтов стерлингов) в 2020 году до 6,8 млрд долларов в 2030 году.
«Костюмы» SuitX сейчас проходят испытания автопроизводителями General Motors и Fiat. Профессор Казеруни, который также является директором Лаборатории робототехники и инженерии человека в Беркли Калифорнийского университета, говорит, что основное преимущество экзоскелетов фирмы - предотвращение мышечной усталости.
«Мы показали, что активность мышц спины, плеч и колен снижается на 50%», - говорит он. «Если мышечная активность падает, это означает, что риск мышечной травмы меньше.
«Это означает, что руководители фабрик или заводов получают большую производительность, их расходы на страхование ниже, и сокращается количество рабочих дней, потерянных из-за травм. Снижены затраты и выше производительность».
General Motors также рассматривает перчатки для экзоскелета с батарейным питанием, разработанные шведской фирмой Bioservo.
Эта перчатка, называемая «Железная рука», имеет датчики и моторы на каждом пальце, которые автоматически реагируют на уровень силы, которую владелец прикладывает к своей руке при поднятии или захвате чего-либо. Таким образом, перчатка принимает на себя часть нагрузки.
BioServo утверждает, что может увеличить силу руки владельца на 20% в течение длительного времени.
Джейсон Коттрелл, исполнительный директор MyPlanet, канадской фирмы-разработчика программного обеспечения, которая проводила исследования по использованию экзоскелетов, говорит, что мир только начинает понимать потенциал технологии экзоскелетов.
«Одним словом, последствия огромны», - говорит он. «Трудоемкие отрасли, такие как производство и сельское хозяйство, всегда зависели от рабочей силы, которая должна выдерживать определенный уровень физического истощения и риска.
«Устройства, которые поддерживают раму человека при выполнении своей работы, коренным образом изменят работу отрасли».
В качестве примера других возможных применений г-н Коттрелл указывает на Delta Airlines, которая в прошлом году объявила, что испытывает экзоскелет всего тела, созданный Sarcos Robotics из Юты. Костюм с электроприводом, который испытывают сотрудники Delta по погрузочно-разгрузочным работам, техническому обслуживанию и наземной поддержке, может поднимать вес до 14 (90 кг) в течение восьми часов за раз.
"А что насчет официанта в ресторане?" - добавляет мистер Коттрелл. «Как они могут извлечь выгоду из устройства, которое помогает поддерживать руку, несущую поднос?»
Самые продвинутые экзоскелеты используют компьютерные системы искусственного интеллекта (ИИ) - программное обеспечение, которое в определенной степени может обучаться и адаптироваться само по себе. Профессор Сандра Вахтер, старший научный сотрудник в области искусственного интеллекта в Оксфордском университете, говорит, что такие костюмы следует приветствовать, но с некоторой осторожностью.
«В целом я считаю это развитие событий очень позитивным с точки зрения охраны труда и техники безопасности», - говорит она. «Машины призваны помогать нам в унылой, опасной и грязной работе.
«Робототехника, которая защищает ваши плечи, спину и голову, например, когда вы поднимаете или перемещаете предметы, имеет решающее значение. Это как раз одно из замечательных преимуществ робототехники.
«Проблемы, однако, возникают, если робототехника также выполняет функцию наблюдения за рабочим местом. Отслеживают ли эти костюмы ваши передвижения, скорость вашего движения и частоту перерывов? Сравнивает ли система эти данные с данными других рабочих, чтобы выставить оценки или ранжировать их? Что произойдет, если вы будете двигаться медленнее других или чаще делать перерывы? "
Однако на данный момент более широкое распространение технологии экзоскелетов все еще сдерживается рядом факторов, включая емкость батареи, ограниченный диапазон движения и стоимость.
«Средняя стоимость [экзоскелета в полный рост] составляет около 45 000 долларов», - говорит Спрагг из Accenture. «Однако с учетом эффекта масштаба и технологической зрелости цены снизятся».
Профессор SuitX Казеруни говорит, что падение цен также откроет возможность выйти на потенциально огромный рынок - рекреационные экзоскелеты. Его фирма сейчас работает над таким устройством, которое поддерживает колено владельца.
«Это не только для людей, которые собираются заниматься скалолазанием и пешим туризмом, или для молодых людей, которые хотят иметь больше приключений, или для людей, которые хотят больше ходить и лазать, но не повредить колени», - говорит он. «Это будет для всех возрастов. Это просто дает вам небольшой импульс».