Dies ist, was eine realistische Gundam Suit werden wie

Gundam ist eine Scifi Anime wo Panzer Schlacht der Menschen einander in "mobile Suits", die im Grunde Fahrzeuge zu bekämpfen, die aussehen wie Menschen statt. Es ist eines der pop-Kultur-Fantasy-Welten, die heutige Exoskelette inszenieren: tragbare Computer, die Sie übermenschliche Kräfte gewähren.

Sie haben gesehen, ihr Ebenbild in Iron Man, Aliens, Starship Troopers, Halo und Metroid -Video-Spiele und so weiter, aber wie viel der Technologie, die jetzt jeden Tag benutzt, Exoskelette sprang von Fiktion in die Realität. Exoskelette geben uns bereits Fähigkeiten jenseits was die Natur geschenkt: lassen sie uns heben Sie große Mengen, machen uns bessere Soldaten und können wiederherstellen, das Geschenk des Gehens für diejenigen, die es verloren haben.

Aber was kommt als nächstes? Werden wir Pilotierung, 10-Fuß Mechas anschlagen und Zerkleinern Felsbrocken in der Lage sein? Werden wir alle verhüllt in Kabel, Sensoren und metallischen Schalen, die mit Kunstherzen Puls?

Simmer unten jetzt, Tony Stark, Exoskelette Recht gibt es nicht. Noch.

Was ist ein Exoskelett?

Tiere wie Heuschrecken haben Skelette auf der Außenseite ihres Körpers. Menschen "Exoskelette" sind angetriebene mechanische Geräte, die Sie anziehen, wie Sie Kleidung würden-Kleidung, Ihren Körper zu übertreffen, wie konntest du natürlich ermöglicht. Kurzum, ist es ein tragbarer Roboter.

Exoskelette können mit verschiedenen Mitteln versorgt werden: Batterien, Hydraulik, in der Nähe von Steckdosen oder Sensoren, die auf Schneegestöber neurologische Aktivität im Gehirn reagieren. Letzteres ist wie ein gelähmter Mann durfte aufs Feld gehen und machen den ersten Kick beim letztjährigen World Cup: der 29-j hrige blieb nach einem Autounfall querschnittsgelähmt, aber eine Elektrode bedeckt EEG Kappe elektrische Signale an seine Exo Sensoren, Auslösung des Anzugs um seine Beine zu bewegen, für ihn aus seinem Schädel geschickt.

Ein gelähmter Mann beginnt um Fußball bei der WM 2014.

In der Tat sind an dieser Stelle die meisten Exos gebräuchlich für Menschen, die lähmende Verletzungen erlitten haben, die Gliedmaßen unbrauchbar links entworfen. Die wichtigste Zielgruppe ist das Militär; kampfbereit robotischen Körper Enhancer Soldaten ermüden weniger schnell, Reisen weiter zu Fuß oder tragen schwerere Lasten auf dem Schlachtfeld helfen sollen. Lockheed Martin HULC Bekämpfung Exoskelett nutzt Hydraulik um Soldaten, die bis zu 200 Pfund heben und ist batteriebetrieben, damit sie unterwegs verwendet werden kann.

Unterdessen die weichen Exosuit im Bild auf der linken Seite, an der Harvard University entwickelt, schlingt die Beine in der Sensorik und Riemen zur Unterstützung älterer Menschen zu Fuß oder zur Feuerwehr und Sanitäter, deren Arbeitsplätze mehr schweres Heben erfordern als Menschen gebaut werden, um zu widerstehen. Anstelle von festen, steifen Materialien, die Beinschienen oder Krücken ähneln gemacht, der weiche Anzug ist Textil-es sieht aus wie lange Unterhose, winzigen Taille montierte Motoren angetrieben und ist gespickt mit kleinen Sensoren, die normalen Beinbewegung zu imitieren. Es reduziert die Energie, die es braucht, um zu gehen, hilft Menschen Vorrat Ausdauer wie Energizer-Häschen.

Es ist ziemlich süß. Und wie die technischen Fortschritte und wird kostengünstiger zu machen, werden Exo Anzüge jenseits der Frontlinie und Krankenhaus Wände vermehren. Sie werden in verschiedenen Branchen, von der Landwirtschaft und Pflege für die Endkunden- und Notfall Ersthelfer zur Verfügung. Oder auch im eigenen Heim, um schweres Heben oder DiY physikalische Therapie zu unterstützen.

So kommen Sie mit uns, Gundam -Freaks und Ellen Ripley Fans, und sehen Sie, was die Zukunft bereithält.

Ein leichter, glatter Anzug

Pop-Kultur hat uns mit Bildern von Menschen-pilotiert, Flugkörperstarts Megazords oder gigantische Halo -Stil Rüstung pummeled, die Menschen, die aussehen wie Panzer mit Gliedmaßen machen. Aber in Wirklichkeit nahe Zukunft Exoskelette sport werden wahrscheinlich so wenig Hardware wie möglich, und werden stattdessen unauffällig und weicher.

Heute neigen Exoskelette Beinschienen mit einem Bündel von Drähten an ihnen aussehen. Wenn man bedenkt die angetriebene Wearables eignen sich vor allem für Kampftruppen oder verletzte Patienten abgestreift der Motorik oder neurologische Fähigkeit, sehen Sie, wie wird in einer sperrigen alien Faustkämpfer ausgestattet unideal ist.

"Ich bevorzuge, dass der Feind etwas riesig, nicht unsere Soldaten trägt – große Exoskelette sind einschränkend," sagt Professor Homayoon Kazerooni, Maschinenbau-Professor an der University of California, Berkeley. "sie können nicht nichts tun."

Die Kazerooni arbeitete mit Exoskelette in Berkeley seit über 20 Jahren. Er hat mehr als 50 Patente unter seinem Gürtel und solchen Exos als BLEEX, ein DARPA finanziert unteren Körper Gerät, das hilft Katastrophenhilfe, Responder, Soldaten oder Rettungsassistenten umständliche Lasten schleppen über wechselnde Gelände entwickelt. Einer von seinen Credits: HULC, eine Titan-beinigen militärische tragbar, das 200-Pfund-Lasten trägt und ist lizenziert von Lockheed Martin.

Wissenschaftler arbeiten derzeit an Vereinfachung Exoskelett Design: Diese Anzüge müssen ihre Benutzer die Suppe, aber auch Flexibilität und Freiheit zu gewähren. "Die ganze Idee, eine große Maschine, wie Iron Man, ist jetzt ziemlich alt. Vielleicht sieht es auf einem Bildschirm gut, aber in Wirklichkeit wollen wir etwas minimal,"sagt Kazerooni.

Der weiche Harvard-Anzug ist ein frühes Beispiel dafür. Ein anderes wurde enthüllt dieses Monats von japanischen Roboterhersteller Cyberdyne (ein bekanntes Gesicht auf der Exo-Szene – keinen Bezug zu der teuflischen Corporation in Terminator).

Sie sind diejenigen, die uns Hybrid Assistive Limb oder HAL (siehe unten) gebracht. Cyberdyne verwendet die gleiche Technologie dieser Roboteranzug zu erstellen, dass ältere Mitarbeiter bank können bei der Abholung schwere Stapel von Bargeld oder Geldscheine. Es kann den Aufwand zu heben eine schwere Last von 40 Prozent reduzieren, aber der Anzug sieht eher wie eine aufwendige Sitz als einer massigen Maschine.

Bildnachweis: Technigeek, YouTube

Den Oberkörper steigern zu

Die meisten Exoskelette derzeit auf dem Markt konzentrieren sich nur auf der unteren Körperhälfte. Zum einen ist die Nachfrage einfach höher – Ihre Beine sind was Sie geben, Mobilität, nachdem alle. Zwei, Oberkörper, die Probleme sind zu lösen, härter, da die Bewegungsfreiheit komplexer ist.

"Die Fähigkeit zur Abholung einer Tasse Kaffee und bewegen es ist komplizierter als die Füße voran," sagt Professor Jacob Rosen, Direktor des UCLA-Bionik-Labor. Er ist spezialisiert im Umgang mit Schlaganfall-Patienten, die oft eine gesunde, Mobilfunksparte und diejenige, die gelähmt ist. Das Ziel ist es, Exoskelette verwenden wieder zum Leben zu den betroffenen Arm.

"Sollen wir ein Umfeld zurecht, die schwer zu prognostizieren ist,", sagt Rosen. "Deshalb haben wir zwei Arme, zwei Lungen, zwei Nieren." Und da wir keine Seesterne, die Sicherung Extremitäten sprießen können sind, haben wir ein bisschen mehr Kreativität in wie wir auf solche Situationen anpassen.

Die UCLA-Bionik-Labor ist derzeit Ausstattung Schlaganfallpatienten mit Roboterarme mit einer Technik namens "Spiegelbild." Patienten legte beide Arme (gesund, eins gelähmt) exoskeletal Ärmel und dann beginnt eine virtual-Reality-System Navigieren – zum Beispiel ein Squash-Spiel spielen. Jedes Mal, wenn der Patient den gesunden Arm bewegt, sind elektrische Signale an den anderen Ärmel geschickt, die den gelähmten Arm in der gleichen Weise bewegt. Dies könnte dazu beitragen, dass Schlaganfallpatienten "Gewusst wie: verwenden Sie ihre oberen Gliedmaßen umlernen".

Eine weitere Aktivität, die auch physikalische Therapie ähnelt, ist eine "künstliche Kraftfeld" gegründet. Das Exoskelett hilft einen Gelähmten Arm in einem begrenzten Raum zu bewegen. Im Spiel der Patient muss eine virtuelle Oberfläche "malen", aber jedes Mal, wenn der Arm aus dem Bereich verirrt, der gemalt werden soll, die Roboter-Hülse drückt den gelähmten Arm zurück, ersetzen die Notwendigkeit für einen anderen Menschen physisch zwingen den Arm des Patienten auf eine bestimmte Weise um Mobilität wieder aufzubauen.

Rosen mit seinem Arm Exos. Bild: UCLA

Ich sprach mit Experten wider, dass Exoskelette Menschen befähigen zu entdecken – oder entdecken Sie oft – ihre eigene Kraft. Rosen sagt, sie sind nicht beseitigen Jobs wie Physiotherapeuten, aber hinzufügen auf die Therapie, dynamische, und das bauen auf sie. Mit einem Therapeuten erhalten Sie nur so viel Behandlung als die Zeitspanne, die die andere Person für Sie. Aber mit ein Exoskelett? "Es ist so viel, wie Ihr Körper tolerieren kann," sagt Rosen. "Das ist weit mehr, als was ein Therapeut bereitstellen kann."

Künstliche Muskeln werden noch stärker werden.

So werden die zukünftigen Exoskelett leichter zu tragen und für andere Teile des Körpers zur Verfügung. Aber es werden auch stärker. Ein wichtiger Faktor, der Exo-Entwicklung in den kommenden Jahren vorantreiben ist das Material, das, dem Sie mit gebildet werden. Die Robo-Anzüge der Zukunft könnte eine interessante neue Zutat sport, die die Träger Kraft geben könnte, die entspricht 100 mal was Menschen fähig sind. Die Geheimwaffe: künstliche Muskeln.

Ein Team an der University of Texas, Dallas veröffentlichte ein Papier des Vorjahres, die gefundenen hochfestem Polymer Angelschnur und Nähgarn, Herkules, künstlichen Muskeln Form verdreht werden können. Hier ist, wie es funktioniert: aufgerollte Polymerfaser reagieren auf Veränderungen in Temperatur, contracting, wenn Sie erhitzt und dann lösen, wenn Sie abgekühlt. Natürliche menschliche Muskeln kontrahieren um etwa 20 Prozent, aber diese Materialien so hoch wie 50 Prozent gehen — sie Vertrag weiter durch ihre verdrehte Form geben das Polymer Muskeln viel mehr Kraft als eine bloße Fitness-Studio gehen Sterblichen.

Diese künstlichen Muskeln der Angelschnur gemacht hätte den zusätzlichen Vorteil des Seins leicht, ganz zu schweigen von billig? "Eines der Probleme jetzt mit bestehenden Exoskelette ist, dass sie pneumatisch oder hydraulisch oder durch Motoren angetrieben sind. Sie in ihrer Freiheit eingeschränkt sind,"sagt Dr. Ray Baughman, Leiter der Studie. "Motoren sind schwer. Hydrauliksysteme sind schwer."

Exoskelette können uns super stark, super schnell, und deuten auf eine Welt, in der tragischen Unfälle oder schwächende Krankheiten nicht das letzte Wort, wie unser Leben entfalten werden. Aber wie können wir Menschen diese zusätzliche Befugnisse in einer Weise, die sicher, wirtschaftlich und realistische gewähren? Das ist die Frage, die Wissenschaftler jetzt beantworten möchten. Was wahrscheinlich der nächsten Jahren Exo-Design führt macht sie zugänglich und erschwinglich genug für die Menschen tatsächlich tragen und verwenden.

"Eine $100.000 Exo ist nicht wirklich nützlich für jeden Manager für ihre Arbeiter zu kaufen", sagt Kazerooni. "Wir können nicht zu lange warten. Es gibt zu viele Menschen, die diese Technologien schnell benötigen. "sie brauchten es gestern."

Die Warp-Geschwindigkeit Technologieentwicklung oft fühlt sich Real-Life wie Scifi. Und die Chancen stehen, Exos eines Tages ebenso alltäglich wie Smartphones sein. Tragbare Roboter an Flughäfen konnten wir sehen, auf die Gepäck-Handler oder auf der Straße getragen von Athleten, die ACLs zerrissen haben, aber wer kann normal laufen. Wir sahen sie an Supermärkte, Fabriken und Geschäfte getragen von Mitarbeitern bewegen Monster haufenweise Lager einfacher und schneller als je zuvor. Wir könnten sogar Kräfte wiederherstellen, die wenn verloren, einmal für immer verschwunden waren. Nicht mehr.

Und, hoffentlich, brauchen wir sie nicht für Gundam-wie Kriegsführung. Aber sie machen uns noch Action-Helden.

Ein gelähmter Mann nutzt ein Exoskelett um zu gehen. (Credit: Getty)