Подумать только

Новые поколения экзоскелетов будут управляться силой мысли

Александр Куланов, Токио,— специально для "Огонька"

Восторги по поводу того, что Япония давно и прочно удерживает бренд "Страна долгожителей", проходят у журналистов сразу после того, как они узнают, что пятая часть населения этой страны — старики, значительная часть из которых нуждается в помощи. Нет, не в материальной — с этим тут как раз все в порядке, а в физической. Как бы хорошо ни жилось здесь, как бы ни было великолепно медицинское обслуживание, старость и дряхлость — понятия неразрывные.

Неудивительно, что идея использовать экзоскелеты в жизни, а не для съемок кино про Железного человека пришла именно японцам. Промышленные роботы стали здесь частью повседневной жизни еще в 80-х годах прошлого века, а стариков на японских улицах видно издалека — из-за малости роста и согбенных фигур. Только последние три года в японском рационе мясо стало преобладать над рыбой, и лишь полвека назад страна впервые наелась риса. Тысячелетний недостаток белка и кальция в рационе сформировал фигуры японских пенсионеров: согнутые спины, кривые ноги (особенно у женщин, теряющих кальций во время беременности), низкий рост.

Поэтому пока американцы придумывали, как с помощью компьютера, груды железа и гранатомета сделать из человека супермена, японцы ломали голову, как помочь родителям. Роботов-сиделок я встречал в местных домах престарелых в конце 90-х годов ХХ века. Они могли отвечать на несложные вопросы, включать микроволновку или выключать воду, если хозяин забыл это сделать, подать сигнал тревоги, если подопечные долго не подают признаков жизни. Теперь пришла очередь роботов, неразделимых со своими престарелыми подопечными: экзоскелетов.

Экзоскелет — специальный "костюм", многократно увеличивающий возможности тела своего обладателя благодаря внешней конструкции. Выглядящий как набор разрозненных костей рук и ног с проводками и шлангами, он помогает действовать дряхлым мышцам или артритным суставам. Но не только. Печальные события в Японии внесли коррективы в планы использования Power Loader — так назвали свою разработку в Panasonic, одном из производителей экзоскелетов. Теперь этот и подобные ему экзоскелеты, способные после доработки и повышения грузоподъемности до 100 кг сделать своего обладателя суперменом, могут дополняться костюмом радиационной защиты — специально для работы в зоне ликвидации последствий аварии на АЭС "Фукусима-1".

"Это как с компьютерами,— говорит специалист по биороботам Такэо Ватанабэ из исследовательского центра в Кавасаки,— когда-то появилась первая ЭВМ — огромная, медленная и не очень умная машина. Но сразу было понятно, что она имеет огромный потенциал. А сейчас линейки РС обновляются раз в полгода, и новинки трехлетней давности кажутся антиквариатом. Так и с экзоскелетами — сейчас они делают первые шаги, но очень скоро окажется, что это мы не в состоянии передвигаться без них. Их размеры уменьшатся так же, как одновременно увеличится мощность и расширятся функции".

Первые японские экзоскелеты, представленные широкой публике 4 года назад и разработанные профессором Токийского научного университета Хироси Кобаяси, весили более 20 кг. Поверить, что они способны облегчить жизнь старикам, было трудно. Но уже тогда люди, не способные поднять листка бумаги, с помощью механической руки поднимали и удерживали до 30 кг. Новые экзоскелеты весят чуть более 9 кг, так как выполнены из пластика, а не из металла. Их "мышцы" работают при нагнетании в них воздуха, сокращаясь и раздуваясь как настоящие, а пневмонасос находится в небольшом ранце за спиной у владельца. Руки-краны новых скелетов уже готовы к подъему 100 кг, а это практически "тяжелая атлетика" для нормального человека. Возникает, правда, серьезный вопрос: а как, собственно, механизм должен узнавать о ставящихся перед ним задачах, если хозяин еще не привык к управлению им?

"Это сложная проблема, которая может быть решена только простым путем: все должно быть, как у обычного человека,— продолжает Такэо Ватанабэ,— мы должны научить экзоскелет реагировать на речь, но самое главное, на мысль человека. Возможно ли это? Конечно". Здесь японцы снова разошлись с американцами, чья продукция (экзоскелеты XOS-2 компании Sarcos Raytheon), ориентированная на военные цели, приводится в действие мощными гидравлическими двигателями внутреннего сгорания, в которых жидкость пребывает под высоким давлением. Мощность костюма вырастает многократно — можно и стены проламывать, но и вес его примерно равен массе двух японских старичков — 95 кг. К тому же XOS 2 работает, улавливая сенсорами мышечные сокращения и просто усиливая их, что при использовании в социальных целях почти невозможно. В японской компании Cyberdyne пошли по другому пути. Созданный там прототип HAL-5 (Hybrid Assistive Limb) уже используется в более чем 100 реабилитационных центрах страны. Его главная особенность в том, что он работает, улавливая импульсы мозга, направленные к мышцам,— их считывают сенсоры, прикрепленные к коже. Фактически HAL-5 — настоящий съемный киборг для больных и стариков, позволяющий быстро и точно выполнять их желания вообще без физических усилий. Несмотря на то что HAL-5 изготовлен из пластика и работает на электромоторе от батареек, он весит 23 кг, но так как экзоскелет полый, то несет и себя, и своего владельца, который благодаря этому не ощущает дополнительной нагрузки.

Кадзуо Сиратори из компании, занимающейся перспективными разработками для социальной сферы, говорит, что в скором времени на рынок выйдет следующее поколение киберпомощников. Ожидается, что в новые экзоскелеты будут имплантироваться искусственные полимерные мускулы, которые под воздействием тока станут реагировать на импульсы мозга совсем как настоящие. А сам ток начнут вырабатывать микротурбины, мощность которых позволит даже... летать. Пока — низенько-низенько, но все впереди. Тем более что теория теорией, а экзоскелеты продаются и работают уже сейчас.

Уже упоминавшийся HAL-5 вышел на рынок в 2012 году по отнюдь не космической, как мы могли бы подумать, цене — всего 4200 долларов. Учитывая особенности японской пенсионной и социальной систем, большинство домов престарелых, госпиталей, реабилитационных центров, да и отдельных стариков без труда смогут приобрести экзопомощника для себя. Один из создателей HAL-5 профессор Есиюки Сэнкэй предложил еще и сдавать экзоскелеты в аренду по 1700 долларов в месяц. Потенциальной аудиторией для временного пользования киберскелетами называют спасательные отряды и парки развлечений.

Недавно начались продажи очередного "японского чуда" в Европе. В России же пока ходят слухи, что разработка (!) экзоскелетов может стать очередным очень перспективным направлением очередного нацпроекта...