En passiv exoskelet-model designet og evalueret med hjælp fra over 100 soldater på tre poster i hæren afsluttede felttest i maj 2022 med stor godkendelse. Den bærbare enhed kaldes Soldier Assistive Bionic Exosuit for Resupply (SABER). Som et resultat af den vellykkede felttest vil DEVCOM yde støtte til HeroWear, en Nashville-baseret industriel exoskeletvirksomhed, og Vanderbilt University til at revidere designet og levere dusinvis af præproduktionsenheder til hæren inden udgangen af 2022 som forberedelse til masseproduktion og yderligere felttest.

SABER vil ikke forvandle soldater til Iron Man

I modsætning til mange tidligere forsøg på at skabe militære exoskeletter, vil SABER ikke gøre folk til superhelte. Den bærbare dragt vil ikke kunne afvise kugler, give evnen til at flyve eller gøre det muligt for afmonterede soldater at rejse med mere udstyr. I stedet er SABER en exosuit uden strøm og uden aktuatorer eller motorer. Dette exoskelet (exosuit er en kategorisering af exoskelet, ligesom en sedan er en underkategori af en bil) udnytter elastiske elementer til at aflaste nogle af kræfterne fra soldaternes ryg og rygsøjle. SABER er beregnet til at hjælpe med løft og reducere rygbelastningen under logistikoperationer.

Beskyttelse af soldater

Lændeskader fører til mere end en million tabte eller begrænsede arbejdsdage for soldater hvert år, rapporterer U.S. Army Public Health Center. Det svarer til over 460 overbelastningsskader i ryggen hver dag, også i weekenden (U.S. Army Injury Surveillance 2019 Summary).

En lignende undersøgelse viste, at ud af 57 potentielle risikofaktorer, var belastning og høj træningsdosis de to førende, mest relaterede risikofaktorer for en skade uden for kamp (link). Forfatterne konkluderer, at "skader på bevægeapparatet er en væsentlig årsag til brug af sundhedsvæsenet samt til begrænset tjeneste og invaliditet i det amerikanske militær og andre væbnede styrker. De påvirker medlemmer af militæret under indledende træning, operationel træning og udstationering og har en direkte negativ indvirkning på troppernes generelle beredskab."

Løsningen

Exoskeletter og exodragter kan være en praktisk løsning til at reducere soldaters skader under logistiske opgaver. De adskiller sig fra de fleste wearables, der er på vej ind på lageret, og som informerer brugeren, når de overanstrenger sig. I stedet placeres exoskeletter mellem et eller flere led i menneskekroppen og skaber en fysisk bro, der kan bruges til at styrke eller modstå brugerens bevægelser. I SABER's tilfælde er exosuiten designet til fysisk at aflaste nogle af rygmusklerne ved hjælp af elastiske stropper, der løber parallelt med kroppen. Exosuiten kan til enhver tid afmonteres af brugeren uden at skulle tages af. SABER udfører fysisk arbejde sammen med soldaterne, hvilket minimerer risikoen for lændeskader, mens de udfører deres opgaver.

En måde at forestille sig målene med exoskeletter på er at gå tilbage til indførelsen af servostyring. Under Anden Verdenskrig kørte hjulene på logistiske køretøjer og lastbiler jævnligt fast i mudder eller på grusveje. Servostyring var en løsning til at få logistiske opgaver udført pålideligt. Det øgede ikke mængden af gods, som chaufførerne skulle levere, og det gjorde heller ikke deres arme svagere at have en anordning, der hjalp dem med at dreje rattet. De samme mål gælder for alle militære exoskeletanordninger.

Inddragelse af soldater i designfasen

Soldater fra 101. luftbårne division i Fort Campbell var stærkt involveret sammen med teamet fra Vanderbilt i designet og afprøvningen af SABER exoskeleton. På et år deltog over 100 soldater fra Fort Campbell, Fort Still og Fort Knox i designet og afprøvningen af exodragten. Arbejdet er en del af hærens Pathfinder-program. Pathfinder-programmet er et kongresinitiativ, der skal fremme Army Futures Command's moderniseringsmål. Det er fokuseret på at støtte innovation af lodde-inspirerede og forskningsbaserede teknologier. DEVCOM udnytter programmet til at forbinde soldater med videnskabelige og teknologiske netværk. Dette projekt er et bevis på potentialet for succes ved at inddrage brugerne tidligt i design- og testprocessen.

"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 hjælp uden at sinke soldaterne eller forstyrre andre operationelle opgaver."

Test i marken og næste skridt

Mere end 100 soldater har deltaget i afprøvningen af exodragten. Af dem, der har deltaget i feltforsøg, har 90% rapporteret, at exodragten øgede deres evne til at udføre deres opgaver, og at de sandsynligvis ville bære SABER, hvis den blev gjort tilgængelig. "I løbet af en dag bliver man udmattet af at løfte 60-kilos patroner, især efter flere timer. Det slider på kroppen...," siger Private First Class Dale Paulson, 101st Airborne Division, 3-320th Field Artillery, Cannoneer, 13B. "Det hjalp virkelig meget at have dragten på, især med at få patronerne ud bag i lastbilen... Det føltes, som om det gav mig et ekstra boost. Jeg behøvede ikke at arbejde så hårdt ... Jeg føler, at det hjalp mig med at bevæge mig hurtigere."

SABER flyttes fra Pathfinder-programmet til U.S. Army Combat Capabilities Development Command, (DEVCOM). DEVCOM vil yde støtte til Vanderbilt University og HeroWear for at forberede exodragten til fremstilling og brug i felten.

"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 ARL til Soldier Center."

Ved at involvere soldaterne tidligt i designet er SABER blevet et separat produkt fra de civile eksodragter, som HeroWear allerede tilbyder. "Hos HeroWear udvikler vi en række hjælpeløsninger, der reducerer træthed og fysisk belastning hos arbejdere. Apex er stadig vores flagskib inden for ryghjælpemidler til civile arbejdere inden for logistik og produktion," siger Mark Harris, CEO for HeroWear. "Med løbende støtte fra hæren er vi nu begejstrede for at tilføje denne SABER-dragt som en ny produktlinje. SABER-dragten vil opfylde de unikke behov hos soldater i den amerikanske hær og vil kunne integreres med deres udstyr. Vi forventer også, at nogle af de exosuit-innovationer, der er udviklet til soldater, vil komme civile arbejdere til gode i fremtidige HeroWear-produkter."

Det er et stort skridt for hele exoskelet-industrien, som kan føre til en ændring i, hvordan man ser på bærbar teknologi til fysisk forstærkning verden over.

Kilde: SABER bringer masseindførelse af militære exoskeletter et skridt tættere på virkeligheden (ampproject.org) (18.10.2022)