یک مدل اسکلت بیرونی غیرفعال که با کمک بیش از ۱۰۰ سرباز ارتش، طراحی و ارزیابی شد، آزمایش‌های میدانی را در ماه می ۲۰۲۲ با موفقیت به پایان رساند. این دستگاه پوشیدنی Soldier Assistive Bionic Exosuit for Resupply (SABER) نام دارد. پس از آزمایش‌های میدانی موفقیت آمیز، بخش توسعه قابلیت‌های رزمی ارتش ایالات متحده، معروف به DEVCOM بودجه‌ای را به HeroWear، یک شرکت اسکلت بیرونی صنعتی مستقر در نشویل، و دانشگاه وندربیلت برای بازنگری در طراحی، تحویل ده‌ها واحد به ارتش تا پایان سال ۲۰۲۲ و آماده‌سازی برای تولید انبوه و آزمایش میدانی اضافی تخصیص داد. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
SABER سربازان را به مرد آهنین تبدیل نمیکند
برخلاف بسیاری از تلاش‌های پیشین برای ایجاد اسکلت‌های بیرونی نظامی، SABER افراد را به ابرقهرمان تبدیل نمیکند. این ابزار پوشیدنی گلوله پرتاب نمیکند، به افراد توانایی پرواز نمی‌دهد یا به پیاده نظام اجازه نمی‌دهد با تجهیزات بیشتری سفر کنند. SABER یک اسکلت بیرونی پوشیدنی بدون باتری و بدون محرک یا موتور است. این اسکلت بیرونی از عناصر الاستیک برای تخلیه بخشی از فشارهای روی پشت و ستون فقرات سربازان بهره می‌برد. SABER برای کمک به بلند کردن اجسام و کاهش فشار پشت در طول عملیات لجستیکی طراحی شده است.
حفاظت از سربازان
مرکز بهداشت عمومی ارتش ایالات متحده گزارش داد آسیب‌های کمر منجر به از دست دادن بیش از یک میلیون روز یا محدود شدن وظیفه سربازان در هر سال می‌شود. این معادل بیش از ۴۶۰ آسیب ناشی از استفاده بیش از حد از پشت در هر روز، از جمله در تعطیلات آخر هفته است.
یک مطالعه مشابه نشان داد از میان ۵۷ عامل خطر بالقوه، حمل بار و دوز تمرینی بالا دو عامل خطر اصلی و مرتبط با آسیب در خارج از نبرد هستند. در نتیجه آسیب‌های اسکلتی عضلانی یکی از دلایل اصلی استفاده از مراقبت‌های بهداشتی و همچنین محدودیت‌های وظایف و ناتوانی در ارتش ایالات متحده و سایر نیروهای مسلح است. آنها در طول آموزش اولیه، آموزش عملیاتی و استقرار، بر اعضای ارتش تأثیر می‌گذارند و تأثیر منفی مستقیمی بر آمادگی کلی نیروها دارند.
راهکار
اسکلت‌های بیرونی می‌توانند راهکاری عملی برای کاهش صدمات سربازان حین انجام وظایف لجستیکی باشند. اسکلت‌های بیرونی متفاوتند با بیشتر ابزارهای پوشیدنی که راه خود را به انبارها باز کرده‌اند و به کاربر اطلاع می‌دهند که بیش از حد از خود استفاده می‌کند. اسکلت‌های بیرونی بین یک یا چند مفصل بدن انسان قرار می‌گیرند و یک پل فیزیکی ایجاد می‌کنند که برای تقویت یا مقاومت در برابر حرکت کاربر استفاده می‌شوند. در مورد SABER، به گونه‌ای طراحی شده است که با استفاده از تسمه‌های الاستیک موازی با بدن، مقداری از فشار بر روی عضلات پشت را تخلیه کند. این اسکلت بیرونی می‌تواند هر زمان توسط کاربر بدون نیاز به درآوردن آن، خاموش شود. SABER خطر آسیب دیدگی کمر را حین انجام وظایف به حداقل می‌رساند.
یک راه برای تصور اهداف اسکلت‌های بیرونی این است که به معرفی فرمان برقی بازگردیم. در طول جنگ جهانی دوم، چرخ‌های وسایل نقلیه لجستیکی و کامیون‌ها پی در پی در جاده‌های گلی یا خاکی گیر می‌کردند. فرمان برقی راهکاری برای انجام وظایف لجستیکی با اطمینان بود. این فرمان نه مقدار باری را که از رانندگان انتظار می‌رفت تحویل دهند، افزایش داد و نه با داشتن وسیله‌ای که به آنها در چرخاندن فرمان کمک می‌کرد، بازوهای آنها را ضعیف‌تر کرد. اهداف مشابهی در مورد دستگاه‌های اسکلت بیرونی نظامی اعمال می‌شود.
مشارکت سربازان در مرحله طراحی
سربازان لشکر ۱۰۱ هوابرد در فورت کمپبل به شدت با گروه وندربیلت در طراحی و آزمایش اسکلت بیرونی SABER درگیر بودند. در یک سال، بیش از ۱۰۰ سرباز از فورت کمپبل، فورت استیل و فورت ناکس در طراحی و آزمایش این اسکلت بیرونی مشارکت کردند. این کار بخشی از برنامه Pathfinder ارتش است. برنامه Pathfinder یک ابتکار کنگره برای پیشبرد اهداف نوسازی ارتش است. این برنامه متکی بر حمایت از نوآوری‌ها و فناوری‌ها و مبتنی بر پژوهش است. DEVCOM از این برنامه برای اتصال سربازان با شبکه‌های علم و فناوری استفاده می‌کند. این پروژه با گنجاندن کاربران در مراحل نخست طراحی و آزمایش، موفقیت را تضمین کرد.
دکتر Karl Zelik، دانشیار مهندسی مکانیک دانشگاه وندربیلت، گفت: «چند ماه نخست را صرف مصاحبه، مشاهده و گذراندن وقت با سربازان کردیم. ما سعی نکردیم لباس مرد آهنی را بسازیم؛ یک لباس پیچیده، تمام بدن، سفت و سخت و غیر واقعی. ما با درک عمیق سربازان آغاز کردیم. آنها نیاز به ایجاد یک ابزار پوشیدنی سبک وزن و غیرفعال (بدون باتری) دارند که بدون کاهش سرعت سربازان یا تداخل با سایر وظایف عملیاتی کمک کننده باشد.
آزمایش میدانی و مراحل بعدی
بیش از ۱۰۰ سرباز در آزمایش این اسکلت بیرونی شرکت کرده‌اند. ۹۰ درصد از کسانی که درگیر آزمایش میدانی بودند، گزارش دادند اسکلت بیرونی توانایی آنها را برای انجام وظایفشان افزایش می‌دهد و در صورت در دسترس قرار گرفتن، SABRE را می‌پوشند. یکی از سربازان گفت: «در طول روز، با بلند کردن گلوله‌های ۶۰ پوندی، فرسوده می‌شویم، به ویژه پس از ساعت‌ها. این به بدن شما آسیب وارد می‌کند. پوشیدن این اسکلت بیرونی کمک بسیاری کرد، به ویژه هنگام بیرون آوردن گلوله‌ها از پشت کامیون. احساس می‌کردم که به من قدرت بیشتری می‌دهد. من مجبور نبودم آنقدر سخت کار کنم. احساس می‌کنم این به من کمک کرد سریع‌تر حرکت کنم.»
DEVCOM بودجه‌ای را برای دانشگاه وندربیلت و شرکت HeroWear فراهم می‌کند تا این اسکلت بیرونی را برای تولید و استفاده در میدان آماده کند.
اسکلت بیرونی SABER با مشارکت سربازان در طراحی اولیه خود، به محصولی جدا از اسکلت‌های بیرونی غیرنظامی که پیش از این توسط شرکت HeroWear ارائه شده بود، تبدیل شده است. مارک هریس، مدیر عامل HeroWear، گفت: «در HeroWear ما در حال توسعه مجموعه‌ای از راهکارهای کمکی هستیم که خستگی و فشار فیزیکی کارگران را کاهش می‌دهد. Apex پرچمدار ما برای کارگران غیرنظامی در لجستیک و تولید است. با پشتیبانی مداوم ارتش، ما اکنون هیجان زده هستیم که SABER را به عنوان یک خط محصول جدید اضافه کنیم. پوشیدنی SABER نیازهای منحصر به فرد سربازان ارتش ایالات متحده را برآورده می‌کند و با تجهیزات آنها ادغام می‌شود. ما همچنین انتظار داریم که برخی از نوآوری‌های توسعه‌یافته برای سربازان به نفع کارگران غیرنظامی در محصولات آینده HeroWear باشد».
این یک گام بزرگ برای کل صنعت اسکلت بیرونی است که می‌تواند منجر به تحولی در شیوه مشاهده فناوری پوشیدنی برای تقویت فیزیکی در سراسر جهان شود.
>> اسکلت بیرونی نظامی و مبارزه با بوروکراسی
>> اسکلت بیرونی نظامی و کاربردهای آن
منبع: exoskeletonreport.com
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است»
