El Ejército de los Estados Unidos exhibe un traje de exoesqueleto. ejercítio EE.UU Si eres fanático de las películas y los cómics de "Iron Man", probablemente estés fascinado con el motor armadura capaz de volar que el industrial ficticio Tony Stark se pone cuando sale a luchar contra los malhechores. ¿No sería genial tener uno de esos cerca?
Te sorprenderá saber que, algún día pronto, una versión ligeramente menos increíble del traje de Iron Man puede permitir que los soldados estadounidenses corran más rápido, Lleva armas más pesadas y salta obstáculos en el campo de batalla. Y al mismo tiempo, los protegerá de los efectos de las balas y las bombas. El ejército ha estado trabajando en el concepto del exoesqueleto motorizado, una tecnología diseñada para aumentar el cuerpo humano y sus capacidades, desde la década de 1960. Pero los avances recientes en la electrónica y la ciencia de los materiales finalmente hacen que esta idea parezca práctica.
En 2010, El contratista de defensa Raytheon demostró el XOS 2 experimental, esencialmente, un robot portátil guiado por el cerebro humano, que puede levantar de dos a tres veces más peso que un humano sin ayuda, sin esfuerzo requerido por el usuario. Otra compañía, Trek Aerospace, está desarrollando el vehículo volador exoesqueleto Springtail, un marco de exoesqueleto con un jetpack incorporado, que podría ser capaz de volar hasta 70 millas por hora (112,6 kilómetros por hora) y flotar inmóvil a miles de pies sobre el suelo, también [fuente:Hanlon].
Pero otros, además de los militares, pueden beneficiarse del advenimiento. Es posible que algún día las personas con lesiones en la columna vertebral o enfermedades que debilitan los músculos puedan moverse con la misma facilidad que las personas con capacidades completas. gracias a los dispositivos de cuerpo completo, esencialmente, Robots portátiles, que les permiten hacer lo que sus propios músculos y nervios no pueden. Las primeras versiones de tales exoesqueletos potenciados, como los $ 150 de Argo Medical Technologies, 000 dispositivo ReWalk, ya están en el mercado [fuentes:Argo Medical Technologies, Ugwu].
¿Cómo revolucionarán las futuras generaciones de exoesqueletos motorizados tanto el campo de batalla como la existencia en tiempos de paz? Y, ¿Qué obstáculos técnicos deben superar los investigadores y diseñadores para que los exoesqueletos motorizados sean realmente prácticos para el uso diario?
Primero, veamos de dónde vino el concepto, y cómo ha evolucionado.
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Los guerreros han estado usando armaduras en sus cuerpos desde la antigüedad, pero la idea de un cuerpo con músculos mecánicos apareció en la ciencia ficción allá por 1868, cuando Edward Sylvester Ellis publicó una novela de diez centavos, "El hombre de vapor de las praderas". El libro mostraba una máquina de vapor gigante con forma de humanoide que remolcaba a su inventor, el ingenioso Johnny Brainerd, detrás de él en un carro a velocidades de 60 millas por hora (96,5 kilómetros por hora), mientras perseguía búfalos y aterrorizaba a los indios [fuente:Landon].
En 1961, dos años antes de que Marvel Comics creara el Iron Man ficticio, De hecho, el Pentágono había invitado propuestas para robots portátiles de la vida real. Un artículo de Associated Press informó sobre la búsqueda para desarrollar el "servo soldado, "que describió como" un tanque humano equipado con dirección asistida y frenos asistidos "que podría divertirse más rápido y levantar objetos pesados, y que sería inmune a la guerra bacteriológica, gas venenoso e incluso calor y radiación de explosiones nucleares [fuente:Cormier]. A mediados de la década de 1960, El ingeniero de la Universidad de Cornell, Neil Mizen, había desarrollado un exoesqueleto de marco portátil de 35 libras (15,8 kilogramos), apodado el "traje de superman" o el "amplificador de hombre, "que la revista Popular Science predijo alegremente que eventualmente permitiría a un usuario levantar 1, 000 libras (453,6 kilogramos) con cada mano. Mientras tanto, General Electric desarrolló planes para un dispositivo de 5,5 metros (18 pies) de altura, el "pedipulador, "que llevaría a su operador dentro de [fuente:Cloud].
Esos conceptos resultaron poco prácticos, pero la investigación continuó. En la década de 1980, Los científicos del Laboratorio Nacional de Los Alamos crearon un diseño para algo llamado traje Pitman, un exoesqueleto motorizado de cuerpo completo para uso de los soldados de infantería del Ejército de EE. UU. Pero se quedó en la mesa de dibujo. En la década de 1990, el Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. en Aberdeen Proving Ground exploró la construcción de un traje que en realidad se parecía al de Iron Man, pero ese proyecto tampoco llegó a ninguna parte [fuente:Guizzo].
Durante años, Los posibles fabricantes de exoesqueletos se vieron obstaculizados por las limitaciones de la tecnología. Las computadoras eran demasiado lentas y endebles para realizar el procesamiento requerido para hacer que un traje respondiera a los comandos o movimientos de un usuario. No había un suministro de energía que fuera lo suficientemente portátil, y actuadores, los músculos electromecánicos que moverían un exoesqueleto, eran demasiado débiles y voluminosos para funcionar como un cuerpo humano. Sin embargo, la idea de un mecanizado, El super-soldado blindado seguía siendo atractivo para los generales del ejército, y los científicos y diseñadores continuaron trabajando duro en las posibilidades [fuente:Guizzo].
En la siguiente sección, veremos el progreso que han logrado en la resolución de esos problemas y el desarrollo de un exoesqueleto potenciado práctico.
El concepto de un artista de cómo se verán los futuros soldados cuando usen máquinas exoesqueléticas. Foto cortesía de DARPA En la década de 2000, la búsqueda de un traje de Iron Man de la vida real finalmente comenzó a llegar a alguna parte.
La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), la incubadora del Pentágono para exóticos, tecnología de vanguardia, se le ocurrió la financiación para un programa de $ 75 millones, Exoesqueletos para aumentar el rendimiento humano, para acelerar las cosas. La lista de deseos de DARPA para un traje blindado eléctrico era bastante ambiciosa:quería una máquina que permitiera a un soldado cargar cientos de libras de equipo durante días incansablemente. manejar grandes armas pesadas que normalmente requieren dos operadores, y poder llevar a otros soldados heridos fuera del campo en su espalda. También quería que la máquina fuera invulnerable a los disparos, y poder saltar de verdad, realmente alto. Algunos investigadores descartaron la idea como imposible, pero otros estaban dispuestos a pensar en grande [fuente:Mone].
Una empresa llamada Sarcos, dirigida por el fabricante de robots Steve Jacobsen, cuyos proyectos anteriores incluían un dinosaurio mecanizado de 80 toneladas, idearon un sistema innovador en el que los sensores detectan las contracciones de los músculos de un usuario humano y las utilizan para operar una serie de válvulas, que a su vez regulan el flujo de fluido hidráulico a alta presión a las articulaciones. Luego, esas articulaciones mecánicas mueven cilindros con cables conectados para simular los tendones que unen el músculo humano. El resultado fue un prototipo experimental llamado XOS, que parecía algo así como un híbrido humano-insecto de una película de ciencia ficción. Para 2005, el XOS surgió como el dispositivo más cercano a la visión de los militares, y el proyecto pasó a la etapa de desarrollo. Sarcos finalmente fue adquirido por Raytheon, que continuó el trabajo [fuente:Mone].
Mientras tanto, otros atuendos, como Berkeley Bionics, trabajó en la reducción de la cantidad de energía que requieren las extremidades artificiales, para que un exoesqueleto motorizado pudiera funcionar el tiempo suficiente en el campo para ser práctico. Un diseño de mediados de la década de 2000, el portador de carga humana, supuestamente era capaz de funcionar durante 20 horas sin recargar [fuente:Mone].
Cerca del final de la década, una empresa japonesa llamada Cyberdyne desarrolló el Robot Suit HAL, un concepto aún más ingenioso. En lugar de depender de las contracciones musculares de un operador humano para mover las extremidades, HAL incorporó sensores que recogen los mensajes eléctricos enviados por el cerebro del operador. Teóricamente un exoesqueleto basado en el concepto HAL-5 permitiría al usuario hacer lo que quisiera sin mover un músculo, simplemente con pensarlo [fuente:Cyberdyne].
En la siguiente sección, veremos el estado actual de la técnica en exoesqueletos motorizados, y adónde la tecnología puede llevar pronto.
Para 2010, El proyecto de exoesqueleto de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) había producido una tecnología prometedora. Network World informa que los sistemas actuales, que pesan alrededor de 55 libras (25 kilogramos), puede permitir a los operadores humanos transportar 200 libras (91 kilogramos) de peso con poco o ningún esfuerzo y mucho menos fatiga. Adicionalmente, los últimos exoesqueletos son más silenciosos que la impresora de oficina típica, y puede correr a velocidades de 10 millas por hora (16 kilómetros por hora) y realizar sentadillas y gateos, además de levantar [fuente:Heary]. Raytheon estaba tan seguro de sus perspectivas que, en 2010, lanzó un video con Clark Gregg, uno de los actores de la franquicia de películas "Iron Man", haciendo la narración como un exoesqueleto de segunda generación de madera cortada por kárate, hizo flexiones y levantamiento de pesas [fuente:Weinberger].
Mientras tanto, El contratista de defensa Lockheed Martin está trabajando en un exoesqueleto rival diseñado para levantar objetos pesados, con la capacidad de transferir el peso de cargas pesadas al suelo a través de las piernas robóticas del exoesqueleto de la parte inferior del cuerpo. La compañía dice que el exoesqueleto también puede realizar sentadillas profundas, gateos y levantamiento de la parte superior del cuerpo con un esfuerzo humano mínimo [fuente:Lockheed Martin].
Estas máquinas exoesqueléticas también estarían equipadas con sensores y receptores del Sistema de posicionamiento global (GPS). Los soldados podrían usar esta tecnología para obtener información sobre el terreno que están cruzando y cómo navegar hacia lugares específicos. DARPA también está desarrollando telas computarizadas que podrían usarse con los exoesqueletos para monitorear la frecuencia cardíaca y respiratoria.
Si el ejército de los EE. UU. Se sale con la suya, tendrá multitudes de súper soldados que podrán saltar más alto, corre más rápido y levanta un peso enorme atándoles estos exoesqueletos. Aún así, pueden pasar al menos algunos años antes de que Iron Man en la vida real se abra camino en el campo de batalla.
Mientras tanto, Los exoesqueletos potenciados también pueden proporcionar un gran beneficio en tiempos de paz, ya que, eventualmente, la tecnología puede permitir que las personas con lesiones de la columna vertebral o enfermedades neuromusculares incapacitantes lleven vidas más plenas. Berkeley Bionics, por ejemplo, está probando eLegs, un exoesqueleto alimentado por una batería recargable, que está diseñado para permitir que una persona discapacitada camine, levantarse de una posición sentada sin ayuda, y permanecer de pie durante un período de tiempo prolongado [fuente:Berkeley Bionics].
