Aufbau der Echt Iron Man, Popular Science
Afghanistan. Ein versteckter Bunker. Vier Männer mit Gewehren bewachen eine dicke, verrostete Stahltür. Bam! Eine riesige Faust hämmert gegen it-von innen. Bam! Weitere Schläge dent den Stahl. Die Scharniere Stamm. Die Wachen kauern, Tippen rückwärts. Was auch immer versucht, aus zu brechen ist groß. Und wütend.
Die Tür fliegt auf, und ein metallischer Riese bricht durch. Es sieht aus wie ein Roboter, sondern im Inneren verborgen, berühmten Waffen Designer Tony Stark Manöver die mechanische Tier. Kugeln abprallen den Anzug, kaum denting seine Rüstung ab. Er Ebenen die Wachen mit einer Klappe. Draußen starrt er sich um das feindliche Lager ab, schaltet die Flammenwerfer in seinen Armen, und die gemeinsame Braten.
Utah. Ein Geheimnis Berglabor. Software-Ingenieur Rex Jameson Rücken in eine Madenmetallanzug, der von einer dicken Gummischnur aus einem Stahl I-Beam hängt. Er klickt in den Aluminium-Stiefel, strafft Riemen über seine Beine und Taille, und schiebt seine Arme durch Rucksack-ähnlichen Riemen, Greifgriffe, wo die Hände wären. Es sieht so einfach wie in einen Mantel rutscht.
Dann bewegt er sich, und die Maschine zum Leben erweckt wird, jede seiner Bewegung Shadowing. Er hebt seine Fäuste und startet scharfe Jabs feuern, während sie von einem Fuß auf den anderen springen. Er ist nicht ganz Muhammad Ali, aber er trägt 150 Pfund und er sieht Licht.
Er konnte leicht einen in der Nähe Coder auf den Boden klopfen, oder schleudern eine über einen Schreibtisch, aber noch beeindruckender, er es den ganzen Tag tun konnte. Zu zeigen, seine übermenschliche Ausdauer, geht er zu einem Gewicht Rack über und reißt eine Bar nach unten geladen mit 200 Pfund. Dann tut er es wieder. Und wieder. Er hält irgendwo um 50, aber er ist bekannt durch 500 Wiederholungen in einer Reihe rippen. Selbst dann verlässt er aus Langeweile, nicht Müdigkeit.
Schauen Sie sich Video von der XOS in Aktion hier. und für einen kurzen Fotogeschichte des Menschen verursachten Exoskelett finden Sie auf unserer Galerie hier. Weiter diese Funktion unten zu lesen.
Da ein Träger des XOS fast keine Spannung fühlt, könnte er diese 16-Pfund-Bowlingkugeln stundenlang halten
Iron Man kann ein Jet, Dead-Lift 1.000 Tonnen, hacken sich in Hochsicherheits-Computer outrace, und sie alle über eine direkte Schnittstelle Gehirn tun. Weit hergeholt? Sicher, aber Brevoort sagt, dass der Punkt. „Iron Mann hat immer drei Schritte voraus zu sein die besten Dinge, die Sie haben, oder er ist ein Fossil.“
Aber DARPA ehrgeizige Wunschliste lesen wie aus einem Comic: eine Maschine, die der durchschnittliche Soldaten für Tage ohne Ermüdung Hunderte von Pfunden und Wanderung mitschleppen lassen würde, Griff Waffen, die normalerweise zwei Personen erfordern, und wischt die das Schlachtfeld verletzt aus, indem man das Werfen oder zwei Männer auf dem Rücken. Sie baten um den Anzug mehr Rüstung zu tragen, Männer unempfindlich gegen feindliches Feuer zu machen. Sie wollten es sogar machen Soldaten höher springen. Sie wollten Iron Man.
Einige der Experten Darpa konsultiert vor dem Start des Programms nicht zustimmen, dass diese Vision war realistisch. „Die Hälfte der Leute, die ich zu geglaubt gesprochen, fast, als ob es sich um eine religiöse Sache war, und etwa die Hälfte dachte, es eine reine Verschwendung von Geld, Zeit und Ressourcen war“, sagt Cornell University Ingenieur Ephrahim Garcia, der das DARPA-Programm in den Kinderschuhen geführt . Die Neinsager waren kaum verrückt, fügt er hinzu: „Es war eine große Herausforderung.“ Das Exoskelett müßte ein tragbares Stromsystem, das es läuft bis zu einem ganzen Tag halten konnte; kleine, leistungsstarke künstliche Muskeln; und ein komplexes Steuersystem, das ihr Handeln bestimmt. Und es müßte schnell sein.
Das Exoskelett müßte den mechanischen Schatten des Soldaten sein, das Lesen jeder sein Bewegungs des linke Arm ist in dieser Richtung mit so viel schwingt kraft und ihn fast sofort nachgeahmt wird. Auch würde die geringste Verzögerung einen Drag-Effekt erzeugen, und den Bediener des Gefühl, als ob er durch das Wasser bewegt. Die Maschine müßte auch eine gewisse Art und Weise Kräfte der Lesung über den Anzug tausende Male pro Sekunde angewandt, und Mikroprozessoren stark genug, um all diese Daten in unmittelbare Richtungen für den Roboter Gliedmaßen zu drehen, so können sie innen mit der Person nicht Schritt halten.
Schauen Sie sich Video von der XOS in Aktion hier. und für einen kurzen Fotogeschichte des Menschen verursachten Exoskelett finden Sie auf unserer Galerie hier. Weiter diese Funktion unten zu lesen.
Meet the Robot Maker
Beyond: Raytheon Sarcos XOS
Er spricht in fünf Minuten langen Bursts zu Themen, die von Ausdrücken des Wunders an der Energieeffizienz von biologischen Systemen ( „Menschen laufen auf Karotten!“), Um Reflexionen reichen auf Engineering blauäugige Plattitüden ( "Manche Dinge müssen glauben gesehen zu werden"). Aber seine Geschwätzigkeit täuscht eine Vorliebe für Geheimhaltung. Er spricht nur selten an die Presse. Er wird mir sagen, nicht sein Alter. Da wir jedoch verschiedene Labors gehen, wird er zu einem gerät eines Miniatur-unbemannten Bodenfahrzeug, ein neues Design für einen Exoskelett Bein Start in eine angeregten explantion Punkt, und dann stoppen und fragen Sie mich nicht, es zu erwähnen. Seine Zurückhaltung stammt teilweise aus der Tatsache, dass einige seiner Projekte sind militärisch-finanziert. Aber es gibt auch einen Hinweis auf den Zauberer, der nicht daran interessiert ist zu offenbaren viele seiner Tricks.
Die Mischung aus Sarcos Projekte, die auch Prothetik und nanoskaligen Motoren umfassen, scheint zufällig. Aber Ephrahim Garcia sagt, diese Vielseitigkeit ist ein Teil von dem, was gemacht Jacobsen einzigartig geeignet, um die Exoskelett Herausforderung. Er hatte Fähigkeiten in Software und Maschinenbau bewährt, aber er hatte auch die einzigartige Fähigkeit, einfach zu erfinden, was er brauchte. „Er kann die Aktoren entwerfen. Er entwerfen kann das Steuersystem. Er Maschine entwerfen und seine Komponenten“, sagt Garcia. Diese Art von Bereich wurde absolut erforderlich.
Wie 200 Pfund anheben Like It 2 War
Die XOS funktioniert ähnlich wie ein menschliches Anhängsel. Wenn wir eine Bizeps Curl, die Muskelfasern in unserem Oberarm Vertrag durchführen, Ziehen an Sehnen, die unseren Unterarm heben. In dem XOS detektiert ein Sensor in dem Griff eine Kraft, wie der Bediener den Arm bewegt. Die Daten geht der Sensor auf den Computer. die berechnet, wie das Exoskelett zu bewegen, um den Druck auf die Hand des Benutzers zu minimieren. Diese Anweisungen gehen auf eine Reihe von Ventilen, die den Fluss von Hochdruck-Hydraulikfluid zum Zylinder Aktuatoren in den Gelenken zu steuern. Das Fluid bewegt sich der Zylinder, der die Kabel zu bewegen, um sie befestigt ist, wie Sehnen wirken und Ziehen an den Roboter-Glieder. Die XOS hat 30 Aktuatoren, die jeweils eine andere gemeinsame Steuerung.
„Wenn Sie so etwas wie ein Exoskelett bauen“ Jacobsen sagt: „Es gibt etwa 25 Subsysteme, und sie alle haben zu arbeiten, bevor Sie mit dem nächsten Schritt weitergehen kann. Die beiden Hauptziele sind Kraft und Ausdauer, aber es hat zu tun 75 verschiedene Dinge gut.“ Von all seinen Roboter, der XOS, wegen der vielen Probleme, die sie präsentiert, ist klar seinen Lieblingssohn. „Keiner von ihnen hatte ein Ziel so. Keiner von ihnen hatte ein in sich geschlossenes System, das eine solche Stärke, Schnelligkeit, Ausdauer, Flexibilität.“
Schauen Sie sich Video von der XOS in Aktion hier. und für einen kurzen Fotogeschichte des Menschen verursachten Exoskelett finden Sie auf unserer Galerie hier. Weiter diese Funktion unten zu lesen.
Ein Exoskelett ist geboren
Das Feld auf der Rückseite des Anzugs trägt die Computer- und Steuerungssysteme.
Es ist die Kontrolle, die ohne Erhöhung seine Herzfrequenz Demo Piloten Jameson zum Cruisen durch ein Training ermöglicht. In dem Augenblick, beginnt er, dass die gewichtete Bar nach unten zu ziehen, Sensoren in jeder seiner Handgriffe registrieren Änderungen des Drehmoments. Ohne die Hilfe des Exoskelett, würde zeigen, die Sensoren, dass er versuchte, über 100 Pfund in jeder Hand nach unten zu ziehen. Aber das Ziel des Systems, Jacobsen erklärt, ist die Kraft, die auf diesen Sensoren so nahe bei Null wie möglich zu erhalten; die XOS die Arbeit machen zu lassen. „Die XOS trägt selbst“, sagt er, „und [Jameson] trägt sich selbst.“
Diese Handgriff Sensoren, zusammen mit ähnlichen in den Anzug Füße und Rücken, Futter Messungen an einen zentralen Prozessor Hunderte und, für einige der Sensoren, mehrere tausend Mal pro Sekunde. Das System führt diese Messungen durch einen Satz von Gleichungen, welche die Position und die Bewegung des Anzugs Arme, Beine und zurück regeln. Er erkennt, dass Jameson seine Hände will nach unten bringen und berechnet, was jeder künstlichen Muskel in jedem der Gelenke tun muss der Anzug machen ihn spiegeln. Jameson fühlt sich nie Sorte, da das System die Roboterarme anweist, das Gewicht zu greifen, bevor er irgendeine signifikante Kraft ausübt. Als er aus dem XOS nach einer Runde auf dem Gewicht Maschine tritt, ist er nicht einmal außer Atem. Ich frage ihn, wie er sich fühlt. „Gut“, sagt er achselzuckend.
Der Anzug Jameson wurde mit ungefähr Version 4.0. Jacobsen zeigt mir ein Zimmer, wo die ersten drei Modelle wie Mannequins hängen. Es erinnert mich so sehr an Iron Man die „Hall of Armor,“ wo Stark seine Anzüge hält, dass ich das Verbrechen blotter in der Umgebung zu überprüfen versucht, ob es um einen halben Mann alle Instanzen von Selbstjustiz gewesen sein, Halb Roboter.
Schauen Sie sich Video von der XOS in Aktion hier. und für einen kurzen Fotogeschichte des Menschen verursachten Exoskelett finden Sie auf unserer Galerie hier. Weiter diese Funktion unten zu lesen.
Die anderen Spieler mit
Berkeley Bionics des ExoHiker Unterkörper Exoskelett lädt sich durch den Akt der regenerativen Kraft zu Fuß mit, ähnlich wie ein Hybrid-Auto der Fall ist.
Mit freundlicher Genehmigung Berkeley Bionics-Team
Herr versucht, eine Beinspeisung Maschine zu bauen, die so wenig Energie verbraucht wie möglich-die erste Iteration gerade einmal zwei Watt zieht, vergleichbar mit einem tragbaren Funk aber 80 Prozent einer 80-Pfund-Last auf Rücken des Benutzers unterstützen. In seinem aktuellen Design, wegen der Art, es seinen Gang wirkt, brennt der Träger etwas mehr Energie mit dem Anzug als ob er mit der Last allein nur zu Fuß. Aber Herr denkt, dass in naher Zukunft, so kann er die Mechanik verbessern, so dass die Maschine tatsächlich den Träger Aufwand spart. Letztlich sieht er Wochenend-Krieger exoskeletons als Erholungs-Tools, in Umreifung so können sie die Berge den ganzen Tag durchlaufen. Während Herr über diese Art von selbstbetriebenen Systemen als langfristigen Traum sinniert, impliziert Kazerooni mir, dass er schon Teil dort des Weges.
Kazerooni, ein weiterer Veteran des DARPA-Programms (weder er noch Herr hat bisher zusätzliches Geld aus dem Militär über den ursprünglichen Zuschuss bekommen), sagt, dass seine Menschenladungsträger (HULC) Unterkörper-Exoskelett für mehr als 20 Stunden ohne Aufladen betrieben werden können. Er sagt, es dem Benutzer erlaubt, 100 Pfund auf dem Rücken zu tragen und zu 15 Prozent weniger Sauerstoff verbrennen, als wenn er allein das zusätzliche Gewicht zu unterstützen.
Kazerooni das Gerät nicht bereit war, für eine öffentliche Enthüllung und, wenn Einzelheiten gedrückt wird, würde nur sagen, dass das System zu dem einem Hybrid-Auto analog ist. So wie ein Hybrid, die Energie während des Bremsens zum Aufladen seiner Batterie übertragen nutzt, nutzt HULC auf die Kraft aus dem Boden übertragen, wenn der Benutzer sein Gewicht auf einem anderen Bein Pflanzen. Der Akt des Gehens hält es entsaftet. Er ist jetzt in der Mitte eines dreijährigen, $ 2-Millionen-Zuschuss aus dem National Institute of Standards and Technology sein System zu ändern, so dass es Menschen mit Mobilitätsstörungen helfen kann. „Dies ist nicht nur eine Kriegsmaschine“, sagt er. „Unsere Maschine könnte den Rollstuhl ersetzen.“
Schauen Sie sich Video von der XOS in Aktion hier. und für einen kurzen Fotogeschichte des Menschen verursachten Exoskelett finden Sie auf unserer Galerie hier. Weiter diese Funktion unten zu lesen.
Ausbrechen
In einem kürzlich erschienenen Comic Iron Man, lügt der Held auf dem Boden seines Feindes Lager geschlagen, und der Head-up-Display in seinem gepanzerten Helm füttert ihm die schlechte Nachricht, er ist fast aus der Macht. Aber es gibt noch Hoffnung. Er klemmt einen Finger durch den Betonboden in eine Stromleitung und seinen Anzug schnell wieder aufgeladen.
In diesem Sommer wird das Unternehmen ein Forschungsprogramm mit einer Motor-Design-Firma starten Sie einen Generator, der die Stromversorgung den XOS für Stunden zu einer Zeit zu entwickeln. Jacobsen wird mir sagen, nicht mehr als das, aber nicht nur, weil er Coys zu sein. Er würde lieber über eine interessantere Herausforderung spricht als eine robuste Stromversorgung Aufbau: Schneiden des Appetits des Anzugs.
