الهياكل الخارجية في الخزانات
ستجرى اختبارات الهيكل الخارجي الأمريكي الجديد لتجهيز الأفراد العسكريين في ظروف قريبة من القتال في غضون عامين. ذكرت ذلك صحيفة Defense News الأمريكية الأسبوعية ، نقلاً عن بيان لممثلي وكالة مشروع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA).
الهيكل الخارجي عبارة عن جهاز كهروميكانيكي مستقل يتم تشغيله بواسطة شخص واحد. يمكن أن يزيد بشكل كبير من الحمل القابل للارتداء ومستوى التنقل والدقة. مفهوم الهيكل الخارجي ليس جديدًا ، ولكن استخدام أحدث التطورات في معالجة البيانات الرقمية ، وأجهزة الاستشعار المصغرة وأجهزة التحكم يسهل إلى حد كبير مهمة المطورين.
سيقلل النموذج الأولي النهائي الضغط على جندي يزن 40 كيلوجرامًا بنسبة 25 بالمائة. سيسمح الهيكل الخارجي للجندي بدون معدات أو معدات بالركض لمسافة ميل واحد في أربع دقائق. وفقًا للخبراء ، سيتم تجهيز الجيش الأمريكي على نطاق واسع بهذه المعدات في غضون 10-15 عامًا.
هل سيلحق الهيكل العظمي بالمغربي
يغطي برنامج Warrior Web (WW) الذي طورته DARPA جميع الأفراد العسكريين الأمريكيين. ومع ذلك ، فإن معظم اختبارات تسعة نماذج أولية في المرحلة الأولى من البرنامج وأربع عينات في المرحلة الثانية تتم في مركز القوات البرية SPEAR (أداء الجندي والبحث المتقدم عن المعدات) الموجود في Aberdeen Proving Ground (ماريلاند).
بالفعل بعد ثلاث سنوات من بدء برنامج الحرب العالمية ، يقوم الأفراد العسكريون باختباره ميدانيًا ، ويتحركون بحقيبة ظهر تزن 32 كيلوجرامًا في الغابة. يلاحظون مزايا النظام وعيوبه ، مثل الاحتكاك. يقول مسؤولو DARPA والجيش الأمريكي (FOR) إنهم يتلقون ردود فعل إيجابية بشكل عام ، خاصة وأن الجنود اعتادوا على البدلات الجديدة. تتم دراسة إمكانية ضمان الارتداء المريح للهيكل الخارجي ، وكذلك زيادة كفاءته وكتلة الحمل.
تتسم متطلبات نماذج الهيكل الخارجي بالمرونة الكافية للسماح بمختلف الابتكارات. ومع ذلك ، من المتوقع أن تشبه النسخة النهائية بذلة الغوص ، حيث سيتم تثبيت نظام للتفاعل الفعال بين الهيكل الخارجي والعضلات البشرية.
يستخدم النموذج الأولي Soft Exosuite معهد Wyss للهندسة المستوحاة بيولوجيًا (معهد Wyss للهندسة المستوحاة بيولوجيًا) تقنية الكتلة المتحركة لمحاكاة حركة الساق. يتم إيلاء اهتمام خاص لدعم مفصل الورك والكاحل. كما أشار ممثل المعهد ، فإنهم هم الذين يؤدون الحركات الرئيسية في عمل الساق عند المشي. في تصميم الهيكل الخارجي ، تم إحراز تقدم في مجال التمثيل الغذائي ، كما تم تقليل كمية عمل العضلات.
تم اختبار "البدلة الخارجية الناعمة" في Aberdeen Proving Ground في أوائل أكتوبر من العام الماضي. تم الانتهاء من اختبار أحدث نموذج - أرجل هوائية (أرجل هوائية) طورتها جامعة أريزونا. يستخدم هذا الهيكل الخارجي ضغط الهواء بدلاً من الكتل المتحركة. حاليًا ، حقق مطورو Air Legs انخفاضًا في ضغط البضائع على الجندي بنحو 10 بالمائة. وأفادوا أنه إذا تم تحقيق تخفيف الحمل المطلوب بنسبة 25 في المائة ، يمكن للجندي أن يركض ميلاً واحداً في أربع دقائق ، وهو أقل قليلاً من الرقم القياسي العالمي الذي سجله المغربي هشام الكروج في عام 1999 (3 دقائق و 43,13 ثانية).
وفقًا للخبراء ، فإن المشاكل في أخذ القياسات مع مراعاة التمثيل الغذائي ستؤخر بشكل كبير توريد الهياكل الخارجية للقوات. يلاحظون المشية الفردية لكل شخص ، مما يجعل من الصعب جمع البيانات وتحليلها واستخلاص استنتاجات واضحة. يعتقد الخبراء أن اختبار العينات مع عدة أشخاص مختلفين ثم مقارنة النتائج بعد ذلك ليس هو الأسلوب الصحيح.
يتمثل أحد أهداف DARPA في إنشاء هيكل خارجي يمكن أن يرتديه 90 بالمائة من الأفراد العسكريين وهم يرتدون الزي الرسمي. في حالة تكييف هذه المعدات مع المشغل ، من الضروري أيضًا تطوير منهجية تدريب مناسبة. وفقًا للخبراء ، لا يمكن تحقيق ذلك من خلال قصر البحث على المعامل الجامعية فقط.
وفقًا لبيان DARPA لعام 2013 ، فإن تحسين الأداء الأساسي للهيكل الخارجي ليس الهدف الوحيد للبرنامج. يجب أن تعمل البدلة دون تدخل بشري وأن تتكيف تلقائيًا مع سرعة ونوع الحركة. من المفترض أن يكون الهيكل الخارجي خفيفًا وجيد التهوية ومريحًا للارتداء ، فضلاً عن أنه قادر على معالجة البيانات الحيوية دون توصيل جهاز كمبيوتر خارجي. ستحمي البدلة عضلات ومفاصل الجندي من التلف. من المتوقع أن يكون قادرًا على دعم جسم الإنسان عند فقدان القدرة على الحركة.
بموجب شروط المسابقة ، يجب أن تفي العينات بثلاثة من هذه المتطلبات الأربعة ، في حين أن الإصدار النهائي مطلوب لأداء الوظائف الثلاث الأولى. من المقرر إجراء الاختبار في ظروف أقرب ما يمكن للقتال في عام 2016. بعد اكتمال التطوير ، ستحدد قيادة الأنواع الثلاثة من القوات الأمريكية الجنود الذين سيحصلون على الهياكل الخارجية وتحديد الترتيب الذي سيتم استخدامه به.
للصناعة والطب
كما تشارك الشركات الأوروبية في تطورات مماثلة. على وجه الخصوص ، وقع Sagem ، وهو جزء من مجموعة Safran ، اتفاقية مع Percro (مختبر الروبوتات الإدراكية) من مدرسة Sant'Anna في بيزا ، إيطاليا. للدراسات المتقدمة في بيزا) بشأن التصميم المشترك للهيكل الخارجي. سيكون الفرنسيون مسؤولين عن التقييم من حيث علم وظائف الأعضاء البشرية والميكانيكا الحيوية. ستركز مدرسة سانتانا في ملعب بيزا المتقدم بدورها على البحث في مجال التحكم والميكانيكا التطبيقية والميكاترونكس. يجب أن يؤدي العمل المشترك إلى بدء تجميع النماذج الأولية في عام 2017. تخطط سازم لتطبيق تطوراتها في مجال مصادر الطاقة الذاتية ، والتحكم في المعدات وتقنيات التثبيت. سيتم تمويل المشروع على حساب البرنامج العلمي لعموم أوروبا Horizon 2020 (Horizon 2020) ، بالإضافة إلى أموال مجموعة Safran.
ستجد تقنيات الهيكل الخارجي العديد من التطبيقات ، على سبيل المثال ، في إنشاء الإسعافات الأولية والإنقاذ في حالات الكوارث الطبيعية. يمكن استخدام الأطراف الاصطناعية المناسبة لتحسين حالة الأشخاص المصابين بإصابات عظام متفاوتة الخطورة. ربما يعمل الهيكل الخارجي على تبسيط تطوير مخطط آلي تعاوني في الصناعة ، وزيادة كتلة الأحمال المنقولة ، ورفع مستوى الأمان.
بالنسبة إلى Safran وشركتها الفرعية Sazhem ، توفر البرامج الأوروبية مثل البرنامج المذكور أعلاه فرصًا كبيرة للتعاون مع إيطاليا في مجال تطوير التكنولوجيا الفائقة ، والتي غالبًا ما تتضمن إنشاء منتجات ذات استخدام مزدوج. تضمن مثل هذه المشاريع المشتركة (على سبيل المثال ، إنشاء طائرة ناقلة A400M أو طائرة هليكوبتر NH90) تطوير الأعمال التجارية الصغيرة في البلدان المشاركة.
الشيء الصيني
تقوم الصين بتطوير نسختها الخاصة من الهيكل الخارجي. تم إنشاء نموذج أولي في الصين ، والذي يمكن أن يصبح أساس "البدلة" المستقبلية لجندي القرن الحادي والعشرين ، كما كتبت صحيفة Jiefang Junbao الصينية.
في المستشفى الرئيسي في منطقة نانجينغ العسكرية ، والتي على أساسها تم تطوير الهيكل الخارجي ، تم اختباره. عند اختبار نموذج تجريبي ، طُلب من شخص غير مستعد تحريك صندوق ذخيرة يبلغ وزنه 35 كيلوغرامًا لعشرات الأمتار ، للتغلب على عدد من العقبات. قام الموضوع بعمل ممتاز بالمهمة ، مشيرًا إلى أن الحمولة لم تكن أثقل من حقيبة الظهر ، وأن الحركات لم تكن مقيدة.
مبتكر الهيكل الخارجي ، دكتوراه. ترتبط الأجزاء الرئيسية من جسم الجندي بنظام التحكم في الوحدة المركزية بمساعدة أجهزة استشعار حساسة. وهذا يسمح للقشرة الميكانيكية للبدلة بمتابعة حركات الشخص بدقة. يعتقد العالم أنهم سيحسنون الجهاز في المستقبل ، مما يجعله أسرع وأكثر مرونة.
لا يحدد المطورون خصائص النموذج ، لكنهم يؤكدون أنه تم إنشاؤه لأغراض عسكرية. من الواضح ، في المستقبل ، أن متطلبات الأفراد العسكريين في ساحة المعركة ستزداد فقط. سيصبح الهيكل الخارجي أساسًا لمعدات موحدة مع نظام متكامل للتحكم في القتال والحماية والاتصالات.
بقوة الفكر كورسك
في روسيا ، يتم حل هذه المهام ، على وجه الخصوص ، في جامعة جنوب غرب الدولة (SWGU ، كورسك). هنا بدأوا في تطوير هيكل خارجي لتلبية احتياجات الجيش والطب والملاحة الفضائية ، تتحكم فيه نبضات الجهاز العصبي البشري ، في الواقع ، من خلال "قوة الفكر".
ومن المخطط أن تكون العينة المصنوعة من مواد خفيفة ومتينة (كيفلر وألياف الكربون) ذات قدرة تحميل تبلغ 100 كيلوغرام، وستكون قادرة على صعود السلالم والجري والقفز، وسيتم التحكم فيها بدون عصا التحكم أو غيرها من الأجهزة. "نحن بحاجة إلى إنشاء جهاز لا يتطلب أي جهد عقلي إضافي من جانب الشخص. وقال دكتور في العلوم التقنية، أستاذ جامعة ولاية جنوب غرب سيرجي ياتسون: "يجب أن يحدث كل شيء بشكل طبيعي، تمامًا كما نسير أنا وأنت". ولحل المشكلة، قال إنه من المخطط إشراك أطباء الأعصاب في التطوير: "تعتمد محركات الأقراص وأنظمة التحكم الجديدة ذات عزم الدوران العالي على تقنيات الشبكات العصبية". الأقطاب الكهربائية المدمجة في الجهاز العصبي البشري سوف تحرك الهيكل الخارجي. ويشير سيرجي ياتسون إلى أن المشكلة لم يتم حلها في الوقت الحالي، فهم يعملون بنشاط على حلها في جميع أنحاء العالم. بفضل منحة من مؤسسة العلوم الروسية فازت بها جامعة ولاية الجنوب الغربي، أتيحت الفرصة لعلماء الروبوتات في كورسك للتنافس مع العلماء الغربيين. لهذا الغرض، سيتم إنشاء مختبر أبحاث في كورسك، وسيتم شراء أجهزة أندرويد الروبوتاتوأجهزة الكمبيوتر العملاقة والطابعات والماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد وغيرها من التقنيات الحديثة التي يمكنها تسريع عملية الإنتاج بمقدار خمس إلى ست مرات. أمام علماء جامعة SWSU ثلاث سنوات لإنشاء نموذج أولي عملي.
من المخطط أن يكون التطوير ذا أهمية للجيش في المقام الأول ، ومع ذلك ، يمكن أيضًا استخدام الهيكل الخارجي ، الذي تتحكم فيه "قوة الفكر" ، في الطب - لإعادة تأهيل المرضى الذين يعانون من إصابات في الأطراف ، أثناء استكشاف الفضاء السحيق ، تعويضاً عن الضرر الذي يلحق بالقدرات الجسدية للشخص لمدة طويلة في حالة انعدام الوزن.
معلومات