Американский киборг

Заголовок поста обычно сразу же вызывает ассоциацию с чем-то вроде "универсального солдата" или терминатора. Возможно ли такое на сегодняшний день? Как в кино - врядли.
Но если рассматривать киборга (кибернетический организм), как совокупность организма и кибернетики, то окажется, что чуть-ли не каждый из нас уже отчасти киборг. Посудите сами. Мы постоянно носим с собой всякие гаджеты (как минимум мобильник), следим за их сохранностью, вовремя заряжаем, и иногда слушаемся. У вас ведь нет 100% гарантии, что услышанный в телефоне голос мамы ("срочно беги домой, тут что-то произошло") на самом деле её голос.
Ладно, это сравнение может показаться притянутым за уши. Давайте рассмотрим что-нибудь посущественнее. Как насчёт экзоскелетов, пуленепробиваемости и прочего?
На этом фронте всё уже совсем не так уныло, как было ещё недавно. Самый перспективный, как раз военный экзоскелет, наконец-то избавился от проводов.

Начинаются испытания экзоскелета для американских солдат Экзоскелет XOS 1 разработан робототехнической компанией Sarcos в 2008 году по заказу Управления перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA). К сентябрю прошлого года, когда авторы впервые представили версию XOS 2, приспособление стало легче, быстрее, мощнее и использовало на 50% меньше энергии. Благодаря последнему удалось отказаться от «розеточного» питания и перейти на аккумуляторы. Sarcos же успела войти в состав крупного производителя вооружений Raytheon.

К настоящему моменту инженеры усовершенствовали работающие под высоким давлением гидравлические приводы так, чтобы давление требовалось им только в момент начала действия — например, чтобы вслед за человеком поднять механическую ногу. Это позволило использовать для питания лёгкий двигатель внутреннего сгорания, запаса топлива для которого хватает на восемь часов работы. Именно столько и хотели военные. Американский экзоскелет существует в двух разновидностях — только для ног и для всех четырёх конечностей. Первый вариант можно использовать для марш-бросков, а второй пригодится при складских работах: солдаты смогут едва ли не жонглировать тяжёлыми снарядами и ящиками с вооружением. В полноценном облачении боец будет в состоянии нести за спиной до 100 кг груза либо по 35 кг в каждой руке, а также насквозь пробивать деревянные препятствия толщиной до 8 см.

Конечно же носить с собой бензиновый генератор - довольно грубое решение. Он же тарахтит и греется. Хотя для военных возможность кормить экзоскелеты обычным бензином - несомненный плюс. Гораздо более элегантное решение предлагают японцы, из компании с неоднозначным названием Cyberdyne. Робото-костюм HAL. Лёгкий (23 кг), элегантный, с батарейкой на 2 часа 40 минут работы.

Который имеет с счастью/сожалению сугубо мирное предназначение. Помогать инвалидам, пожилым людям и рабочим на тяжёлых участках - переноска тяжести, много ходьбы, работа на корточках и т.д. Но все они обладают значительными проблемами с питанием. У американского неудобный ДВС, у японца маленькие батарейки. Это никудышний подход. Вспомните, у терминатора была ядерная батерейка на 500 лет. И что любопытно, они уже есть - "Ядерные батарейки". Хотя я уже представляю себе, какие это может вызвать панические выступления. Лучше обойдёмся. Для увеличения времени автономной работы можно пойти на радикальные меры по энергосбережению. Заметьте, что благодаря повышению энергоэффективности и облегчению смог отвязаться от проводов громоздкий XOS 2. И при этом он железный и на гидравлике. А будь он из углепластика и кевлара, и не на гидравлике а к примеру на углеволоконных мышцах, или гелевых, то энергии аккумулятора хватало бы уже на 8-12 часов. Что приемлемо.

Искусственные мышцы на основе нанотрубок Директор института нанотехнологий (NanoTech Institute) при Техасском Университете Далласа (University of Texas at Dallas), Богман (Baughman) создал мышечную структуру, изготовленную из пучка вертикально ориентированных углеродных нанотрубок. Что интересно, управление искусственными мышцами осуществляется при помощи электрических сигналов – точно также, как функционирует «живая» мышечная ткань. В данном случае используется свойство углеродных нанотрубок, при прохождении электрического тока, отталкиваться или притягиваться друг к другу, в зависимости от их структуры. Обычная мышечная ткань может сокращаться на 10% в течение одной секунды. Мышцы на основе углеродных нанотрубок за тот же временной промежуток способны сокращаться на 40 000%. Впечатляет и диапазон рабочих температур: от температуры жидкого азота до температуры плавления железа – этот факт позволяет в будущем использовать подобные структуры в самых экстремальных условиях, в том числе и для исследования космоса, планет и их спутников.

---

Гелевые искусственные мускулы придадут роботам гибкость живых организмов. Эти желеобразные мышцы являются невероятно эластичными благодаря упругой полимерной пленке из которой изготовлена их оболочка, которая моет растягиваться более чем на 300 процентов от своей первоначальной длины. На внутренней поверхности пленки нанесен слой органического жирового соединения, который выступает в качестве электрода. Подав на одну сторону мускула положительный электрический заряд, а на другую сторону - отрицательный, добиваются того, что электроды начинают притягиваться друг к другу и сжимают гелеобразный изолирующий наполнитель. Меняя полярность и напряжение приложенного электрического потенциала можно управлять сокращением искусственных мышц и реализовывать различные виды их движения.

А если костюм будет ещё и сам запасать энергию всеми доступными путями

Проект Solar Soldier - солдатская униформа, собирающая энергию Солнца и тепла тела солдат. Ученые из Центра физических исследований и разработки в Великобритании работают над новым типом ткани из которой будет шиться солдатская униформа. В структуру ткани будет интегрирована полупроводниковая структура, включающая в себя высокоэффективные фотоэлементы и термоэлектрические элементы. Поскольку такая ткань интенсивно поглощает тепло, она буде служить в качестве "плаща-невидимки", который скроет солдат от систем теплового инфракрасного обнаружения.

Благодаря солнечным батареям и термоэлектрическим генераторам аккумуляторные батареи системы будут составлять всего около 10 процентов от 45-65 килограмм груза, который несет на себе современный пехотинец. Такое сокращение нагрузки позволит солдату чувствовать себя намного свободней, стать более мобильным или взять на плечи дополнительный полезный груз в случае необходимости.

К тому же совсем недавно открыли дешёвый сплав (Никель, Кобальт, Марганец, Олово) для термоэлектрических элементов. Также, можно ещё рекуперировать энергию движения, статическое электричество наконец. Так что вопрос автономности, при большом желании, успешно решается. Техника уже позволяет. А ведь киборгами могут стаь не только люди. Хоть сегодня можно изготовить отличного военного/полицейского киборга из служебной собаки. И без вивисекции. Бронежилеты собаки уже носят

Добавляем лёгкую и прочную камеру на морду, рацию для связи с человеком-напарником, на спину WiFi/GSM/3G передатчик, GPS приёмник, и батарею аккумуляторов. Киборг готов. Собака, отлично умеет передвигаться, искать след, следить и наблюдать. Остаётся дрессировкой приучить её слушаться радиокоманд. Для полноты картины можно ещё оснастить собаку электрошокером на морде, и будет совершенный охранник. Ловкий, сообразительный, самоотверженный. А благодаря камере и передатчику, поднятая собакой тревога будет централизовано принята и обработана.