En exodragt uden strøm, der er designet til at reducere de fysiske krav til soldaterne, er kommet et skridt tættere på at blive taget i brug, efter at prototyperne har fået gode karakterer af mere end 100 soldater på tre poster i hæren.

Ifølge U.S. Army Public Health Center resulterer lænderygskader i mere end en million tabte eller begrænsede arbejdsdage for soldater hvert år.
Hærens Pathfinder-program - ledet af et team af soldater fra 101. luftbårne division i Fort Campbell, Kyoto, og ingeniører fra Vanderbilt University - førte til design og afprøvning af unikke prototyper af exoskeletter, der øger løfteevnen og reducerer rygbelastningen i forbindelse med vedligeholdelses- og logistikoperationer.

Forskningen og udviklingen af det bløde, lette og strømløse exoskelet, kaldet Soldier Assistive Bionic Exosuit for Resupply, eller SABER, er flyttet fra Pathfinder-teamet til U.S. Army Combat Capabilities Development Command Soldier Center, eller DEVCOM SC. DEVCOM SC-teamet forbereder dragten til fremstilling og robust feltforsøgsbrug af hæren.

Pathfinder-programmet er et kongresinitiativ, der skal fremme Army Futures Command's moderniseringsmål og støtte innovationen af soldatinspirerede, forskningsbaserede teknologier som SABER. DEVCOM-embedsmænd sagde, at de udnytter programmet til at forbinde soldater med deres globale videnskabs- og teknologinetværk, som spænder fra grundforskning til avancerede teknologiske opgraderinger af allerede anvendt udstyr.

"Ved at inddrage soldaterne tidligere i forsknings- og udviklingsprocessen kan vi gøre dem opmærksomme på ny forskning og teknologier, som den akademiske verden kan tilbyde for at opfylde deres behov," siger Dr. Arwen DeCostanza, Pathfinder-programleder. "Samarbejdsprojekter som dette giver opdagelser og fremtidige resultater ved at kapitalisere på kreativiteten hos soldater, fakulteter, studerende, industripartnere og hærens videnskabelige og teknologiske samfund."

I samarbejde med soldater i 101. luftbårne division har forskere ved Vanderbilt designet SABER som et bærbart apparat, der er blødt, let og formtilpasset. Denne ikke-motoriserede enhed kan selektivt aktiveres af soldaten for at hjælpe med at løfte.

Exosuit-designet imødekommer behov, som soldaterne har identificeret, såsom at hjælpe med anstrengende løfteopgaver som ammunitionsforsyning og reducere skader og træthed, hvilket er kritisk for beredskabet over længere perioder.

"Vi brugte de første par måneder på at interviewe, observere og tilbringe tid med soldaterne," siger Dr. Karl Zelik, lektor i maskinteknik ved Vanderbilt University. "Vi forsøgte ikke at skabe Iron Man - en kompleks, stiv, urealistisk dragt til hele kroppen. I stedet startede vi med at sætte os grundigt ind i soldaternes behov for at udvikle et let, lavprofileret, ikke-strømforsynet, bærbart værktøj, der kan yde tiltrængt assistance uden at sinke soldaterne eller forstyrre andre operationelle opgaver."

For at udvikle ideen til dette projekt inddrog Vanderbilt-ingeniører soldaterne i hyppige interviews, designsprints og felttests for at identificere kritiske problemer, der hindrede deres daglige opgaver i felten. Fysisk overanstrengelse skilte sig ud som et problem, der havde brug for en hurtig løsning.

For at imødegå styrke- og udholdenhedsbegrænsninger i forbindelse med materialehåndtering og feltartilleri tog forskere, ingeniører, eksperter i teknologioversættelse og andre militære partnere fra Vanderbilt - i samarbejde med soldater - en exoskelet-teknologi, som Vanderbilt tidligere havde designet til kommerciel brug, og brugte et år på iterativ udvikling og testning for at omdanne den til SABER-systemet.

I designet af systemet fokuserede teamet på udvidet brug af dragten under kritiske opgaver for at løse problemer med soldatens belastning og bevægelse.
Mere end 100 soldater deltog i test af exodragten på tre forskellige baser og rapporterede om mindre belastning af ryggen og større udholdenhed, mens de bar SABER-prototyperne.

"I løbet af en dag bliver man udmattet af at løfte 60-kilos patroner, især efter flere timer. Det tager hårdt på kroppen," siger Pfc. Dale Paulson, 101. luftbårne division. "At have dragten på hjalp virkelig meget, især med at få patronerne ud bag i lastbilen. Det føltes, som om den gav mig et ekstra boost. Jeg behøvede ikke at arbejde så hårdt. Jeg føler, at det hjalp mig med at bevæge mig hurtigere."

Biomekaniske evalueringer afslørede, at den tre kilo tunge dragt reducerede belastningen på soldaternes rygge med mere end 100 kilo under løft. Derudover øgede de fleste soldater deres udholdenhed med over 60 procent, mens de bar SABER.

Overvældende 90 procent af de soldater, der blev spurgt efter den operationelle felttest i maj 2022, mente, at exodragten øgede deres evne til at udføre arbejdsopgaver, og alle rapporterede, at de sandsynligvis ville bære den i deres job, hvis den blev udviklet til et produkt og gjort tilgængelig for dem.
DEVCOM Army Research Laboratory, i samarbejde med DEVCOM SC, yder finansiering til HeroWear, en Nashville-baseret industriel exosuit-producent, og til Vanderbilt University for iterativt at designe og fremstille snesevis af præproduktionsenheder i slutningen af 2022, med det mål at øge til hundredvis af enheder i 2023.

DEVCOM SC vil også gennemføre feltdemonstrationer for kritiske interessenter, så teknologien kommer i hænderne på 101st Soldiers og andre enheder, samtidig med at der arbejdes på en bredere overgang.

"Vi var ekstremt stolte over at blive anerkendt af vores kolleger i DEVCOM og AFC som foretrukne partnere i forståelsen af teknologien, og hvordan man introducerer denne banebrydende kapacitet til soldaterne," siger Dave Audet, chef for systemdivisionen, DEVCOM SC. "Vores igangværende DEVCOM Soldier Center exoskeleton-program og samarbejdet med Vanderbilt gjorde det muligt at fremskynde teknologimodifikation og en vellykket overgang fra [Army Research Laboratory] til Soldier Center."

DEVCOM Army Research Laboratory administrerer Pathfinder-programmet i tæt samarbejde med DEVCOM Armaments Center. Civil-Military Innovation Institute udfører Pathfinder-programmet på stedet på hver militær lokation og letter interaktionen mellem militær og universiteter.
Universiteter i North Carolina, Tennessee, West Virginia og Montana arbejder sammen med 82nd og 101st Airborne Divisions - begge under XVIII Airborne Corps - flere Special Operations Groups og West Virginia og Montana National Guard-enheder for at identificere og hurtigt løse soldaters udfordringer og fremskynde overgangen af disse løsninger til hæren.

Kilde: Hæren og den akademiske verden samarbejder om et exoskelet, der skal reducere soldaternes skader - Aerotech News & Review (18.10.2022)