Egzoszkielety przyszłością ludzkości

Według badań firmy Winter Green Research z 2014 r. rynek egzoszkieletów ma zanotować wzrost rocznej wartości z 43,4 mln dol. do aż 1,8 mld dol. w 2020 roku. Lockheed Martin prowadzi kilka równoległych projektów nad egzoszkieletami o różnych zastosowaniach - wszystkie mają wspomagać i odciążać człowieka. Mają także zwiększać wydajność człowieka i wyeliminować różnego rodzaju uraz spowodowane nadmiernym obciążaniem mięśni i stawów.

Trzy najmocniej rozwijane projekty egzoszkieletów Lockheed Martin to FORTIS, ONYX i HULC.

Najbardziej zaawansowanym, dostępnym w sprzedaży rozwiązaniem jest FORTIS, oferowany dla ciężkiego przemysłu, np. stoczniowego. Egzoszkielet ten jest lekki (waży ok. 12 kg bez dodatkowego oprzyrządowania) i dokładnie odwzorowuje ruchy ludzkiego ciała, umożliwiając przenoszenie przedmiotów o wadze dochodzącej do 16 kg bez najmniejszego wysiłku dla noszącej osoby. Nie potrzebuje zasilania. 

W 2014 roku US Navy poprzez National Center for Manufacturing Sciences podpisała z firmą RBR50 należącą do koncernu Lockheed Martin kontrakt na wykorzystanie testowe egzoszkieletów FORTIS, które mają pracownikom stoczni w Norfolk oraz Puget Sound w stanie Waszyngton pomóc w wykonywaniu ciężkich robót. Marynarka USA sprawdza, jak egzoszkielet może pomagać w wykonywaniu pracy robotników stoczniowych w używaniu ciężkich narzędzi (szlifierki, nitownice czy piaskarki) i przenoszeniu przedmiotów o znacznej wadze, co prowadzi do częstego przeciążenia mięśni i urazów. Wstępne rezultaty testów są niezwykle obiecujące.

Cena rynkowa egzoszkieletu FORTIS to ok. 23 000 dol. 

ONYX to przeznaczony do celów wojskowych egzoszkielet dolnej partii ciała, wyposażony w zasilanie zewnętrzne. Powstał na bazie FORTIS-a. Inżynierowie doposażyli go w zewnętrzne zasilanie, by znacząco zwiększyć jego wydajność, zwłaszcza w trakcie przemieszczania się pieszo z ciężkim ładunkiem. 

Współczesny żołnierz może nieść ekwipunek ważący nawet 50 kg. Dzięki ONYX-owi żołnierz będzie w marszu oszczędzał siły potrzebne do udziału w walce. 

Testy którym poddawany jest ONYX, mają za zadanie poprawić jego odporność w trudnych warunkach eksploatacji, w którym narażony będzie na kontakt z wodą, pyłem, brudem czy na mechaniczne uszkodzenia. Jedno z wyzwań stojących jeszcze przed inżynierami jest znalezienie optymalnych wartości między wagą szkieletu i baterii, a bezpiecznie długim działaniu baterii po naładowaniu.

W grudniu 2018 roku Armia USA rozpoczęła testy ONYX-a, który docelowo ma trafić na wyposażenie wojska już w roku 2020.

HULC jest wciąż w fazie opracowywania. Jego przeznaczeniem będzie odciążenie użytkownika od przenoszenia bardzo ciężkich ładunków dzięki hydraulicznej konstrukcji (do 91 kg). Egzoszkielet jest tworzony specjalnie dla wojska. Pierwotnie opracowywany przez Berkley Bionics (2008), od 2009 roku prawa do licencji ma Lockheed Martin.

Zasada działania polega na przenoszeniu ciężaru wprost na ziemię, poprzez "buty" egzoszkieletu. Może być wykorzystywany na każdej w każdym terenie. Od 2010 roku, już pod skrzydłami Lockheeda Martina HULC został dopracowany w kwestii poprawy funkcjonowania u użytkowników o różnych proporcjach kończyn. System został następnie skierowany do dalszych testów pod kątem biomechanicznym, dynamiki obciążeń oraz testów środowiskowych. 

Projekt egzoszkieletu posiada cechy antropomorficzne ludzkiego ciała. Wykonany z tytanu, ma na tyle elastyczną konstrukcję, że umożliwia ona kucanie, czołganie się i podnoszenie ciężaru przy użyciu górnej partii ciała użytkownika. HULC nie wymaga zewnętrznego sterowania, wykrywa i adaptuje się do pożądanych potrzeb motorycznych użytkownika poprzez wbudowany mikrokomputer.

Zdjęcie i spakowanie egzoszkieletu zajmuje 30 sekund, dzięki modułowej konstrukcji. Egzoszkielet waży 24 kg (bez baterii), i jest dostosowany do człowieka o wzroście od 162 cm do 188 cm. 

Baterie pozwalają na przemierzanie w egzoszkielecie dystansu 20 km przy średniej prędkości 4 km/h, w płaskim terenie. Przy poruszaniu się z prędkością 16 km/h, baterie wystarczą na 11 km. Dzięki HULC żołnierz może nosić ciężkie przedmioty zarówno z przodu, jak i z tyłu ciała. 

Elektronika egzoszkieletu oparta jest na jednopłytowym systemie, elastycznym, zabezpieczonym przed niesprzyjającymi warunkami oraz możliwością dalszego rozwoju. Ciepło generowane przez mikrokomputer jest przyjmowane i wykorzystywane przez mechanizm sterujący hydrauliką, w celu poprawy wydajności. 

Program HULC realizowany jest przez Lockheed Martin Missiles and Fire Control na zlecenie US Army Natick Soldier Research, Development and Engineering Center (NSRDEC).