Revolutia Motocentaurilor

Constiinta propriilor limite l-a impins pe om sa nascoceasca personaje cu puteri superioare celor ale sale: Hercule, Samson, Obelix, Superman… Iar de la masa de scris pana in laborator n-a mai fost decat un pas. Rezultatul poarta numele de exoschelet (schelet extern) si este o structura articulata, din metal sau din plastic, actionata de muschi artificiali (actuatori) si fixata pe segmentele principale ale corpului: bazin, coapse, gambe, brat, antebrat.  Motocentaurii ies in strada Primele exoschelete, dezvoltate in SUA, aveau drept scop cres­terea incar­caturii utile pe care o transporta militarii si specialistii civili in inter­ventii de urgenta. In laboratorul de robotica si inginerie umana de la Universitatea Berkeley (California) se lucreaza actualmente la un exoschelet al mem­brelor inferioare numit Bleex (Berkeley Lower Extre­mity).

„Primul nostru prototip permi­te deja transpor­tarea unei incarcaturi suplimentare de 35 de kilograme (pe langa cele 40 ale exoscheletului) fara ca trans­portatorul sa simta ca ar duce mai mult de 2 ki­lo­grame in plus“, spune Homayoon Kazerooni, seful de proiect. Urmatorul prototip va dubla sarcina utila si isi va injumatati greutatea.  Bleex nu este insa singurul produs de acest fel. Sarcos, o societate din Salt Lake City (Utah), dezvolta un proiect similar, iar Stephen Jacobsen, fondatorul companiei, prognozeaza chiar aparitia unui centaur-truck – omul prevazut cu un exoschelet-plat­forma (amatorii români de SF isi amintesc, desigur, de antologia Moto­cen­tauri pe acoperisul lumii, din 1995). Laboratorul de la Berkeley si Sarcos Inc. beneficiaza, alaturi de Oak Ridge National Laboratory, de o finan­tare de 50 de milioane de dolari din partea DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) pentru pro­iectele sale privitoare la exoschelete.  Brate si picioare puternice Daca exoscheletul amplifica forta persoanelor valide, el poate, de asemenea, imbunatati performantele celor care sufera de deficiente motri­ce, in speta handicapatii locomotori si persoanele in varsta. Acesta este obiec­tivul lui HAL (Hybrid Assistive Limb – membru asistat hi­brid), un exoschelet al membrelor in­fe­rioare dezvoltat la Universitatea ja­poneza Tsukuba, cu sprijinul corpo­ratiei Mitsui.

• Imagini incredibile cu Mercur, surprinse de sonda BepiColombo
• Ce s-a întâmplat cu dinții oamenilor atunci când fluorul a fost scos din apă?

Gratie lui HAL, se poate atinge o viteza de inaintare de 4 km/h si, in plus, se pot urca scarile mult mai usor. In campusul Universitatii Lyon 1, la Villeurbanne, o companie tanara (fondata in 2004), Wotan Systems, a construit un prototip de exoschelet destinat membrelor superioare si fixat pe un scaun rulant. „Acest proiect se adreseaza celor care prezinta deficien­te musculare sau neuromus­culare cau­za­te de scleroza in placi sau de mio­pa­tii, dar si persoanelor in varsta“, decla­ra Patrick Sadok, cofondatorul Wotan Systems. „Forta proiectului rezida in capacitatea de a amplifica impulsul muscular propor­tio­nal cu intentia de a face o anumita miscare.“  Ca principiu de functionare, sistemul pare simplu, cel putin pe hartie: detectat de o baterie de captatori (36 la Bleex, 14 pe bratul Wotan Systems), efortul depus de utilizator este transmis unui computer integrat in schelet.

Acolo, softul calculeaza un raspuns pentru miscarea detectata si retrimite ordine catre muschii artificiali (actuatori hidrau­lici), care amplifica efortul initial. Dialogul om-masina trebuie sa aiba loc in timp real, numai ca un raspuns rapid nu este si suficient: „Algoritmii trebuie sa stie sa aleaga intre reactiile controlate de utilizator si miscarile reflexe involuntare, a caror ampli­fi­care ar fi catastrofala, in special la han­dicapati“, remarca Christian Ar­noud, responsabil tehnic la Wotan Systems.  Marea provocare este insa alimentarea cu energie. Deloc intamplator, Wotan Systems a inceput cu dezvoltarea bratului: scaunul de care e fixat acesta este ideal pentru a stoca bateriile si compresorul compact des­ti­nat sa „umfle“ muschii pneu­ma­tici. In cazul lui HAL, inginerii japo­nezi au optat pentru baterii de cateva kilogra­me, in timp ce, pentru Bleex, unica solutie de a pune in miscare cele 75 de kilograme la o viteza de 8 km/h a fost atasarea unui motor de 3 cai-pu­te­re, care are nevoie si de carbu­rant, fapt ce reduce serios sar­ci­na utila. Se fac in conti­nua­re cercetari pentru produ­cerea unui motor mai performant, mai economic si mai discret. N-o sa-l vedem in acest an pe Super­man umbland pe strazi. Dar, cum spuneam la inceput, daca astazi traim ceea ce ieri era SF, nimic nu ne impiedica sa cre­dem ca multe dintre  fictiunile prezentului vor deveni, in viitor, realitate.

Foto: Berkeley Robotics Laboratory, Guliver

FACTS

Facts

1959. Armu­ra-exo­schelet apare in romanul Starship Troopers (Infanteria stelara) al lui Robert A. Heinlein. 1967. Americanul Elmer Kultsar breveteaza primul exoschelet. 2000. DARPA declanseaza programul Exoschelete pentru imbunatatirea performantei umane.