Un'esosuit non alimentata, progettata per ridurre le esigenze fisiche dei soldati, è un passo avanti verso l'adozione, dopo che i prototipi hanno ottenuto voti positivi da oltre 100 soldati in tre sedi dell'Esercito.

Secondo il Centro di Sanità Pubblica dell'Esercito degli Stati Uniti, le lesioni lombari causano ogni anno più di un milione di giorni di servizio persi o limitati per i soldati.
Il programma Pathfinder dell'Esercito - guidato da un team collaborativo di soldati della 101esima Divisione Aviotrasportata a Fort Campbell, Ky. e di ingegneri della Vanderbilt University - ha portato alla progettazione e al collaudo di prototipi unici di esoscheletro per aumentare le capacità di sollevamento e ridurre le sollecitazioni alla schiena per le operazioni di supporto e logistica.

La ricerca e lo sviluppo dell'esoscheletro morbido, leggero e non alimentato, chiamato Soldier Assistive Bionic Exosuit for Resupply (Tuta Bionica Assistiva del Soldato per il Rifornimento), o SABER, è passata dal team Pathfinder al Soldier Center del Comando di Sviluppo delle Capacità di Combattimento dell'Esercito degli Stati Uniti, o DEVCOM SC. Il team DEVCOM SC sta preparando la tuta per la produzione e per una robusta prova sul campo da parte dell'Esercito.

Il programma Pathfinder è un'iniziativa del Congresso per portare avanti gli obiettivi di modernizzazione del Comando Futuro dell'Esercito e sostenere l'innovazione delle tecnologie ispirate ai soldati e basate sulla ricerca, come SABER. I funzionari del DEVCOM hanno dichiarato di sfruttare il programma per mettere in contatto i soldati con la sua rete scientifica e tecnologica globale, che spazia dalla ricerca fondamentale agli aggiornamenti tecnologici avanzati per le attrezzature già in campo.

"Coinvolgendo i Soldati nelle prime fasi del processo di ricerca e sviluppo, siamo in grado di renderli consapevoli della ricerca e delle tecnologie emergenti che il mondo accademico può fornire per aiutarli a soddisfare le loro esigenze", ha dichiarato la dottoressa Arwen DeCostanza, responsabile del programma Pathfinder. "I progetti di collaborazione, come questo, producono scoperte e risultati futuri sfruttando la creatività di Soldati, docenti, studenti, partner industriali e della comunità scientifica e tecnologica dell'Esercito".

Lavorando con i soldati della 101esima Divisione Aviotrasportata, i ricercatori di Vanderbilt hanno progettato SABER come dispositivo indossabile, morbido, leggero e aderente alla forma. Questo dispositivo non motorizzato può essere attivato selettivamente dal soldato per assistere le capacità di sollevamento.

Il design dell'esosuit risponde alle esigenze identificate dai soldati, come l'aiuto nei compiti di sollevamento faticosi, come il rifornimento di munizioni, e la riduzione delle lesioni e dell'affaticamento, fondamentali per la prontezza in periodi prolungati.

"Abbiamo trascorso i primi mesi concentrandoci sulle interviste, le osservazioni e il tempo trascorso con i soldati", ha detto il dottor Karl Zelik, professore associato di ingegneria meccanica, Vanderbilt University. "Non abbiamo cercato di creare Iron Man, una tuta complessa, completa, rigida e poco realistica. Abbiamo invece iniziato a comprendere a fondo le esigenze dei soldati per sviluppare uno strumento indossabile leggero, di basso profilo e non alimentato, che aiuti a fornire l'assistenza necessaria senza rallentare i soldati o interferire con altri compiti operativi".

Per sviluppare l'idea di questo progetto, gli ingegneri di Vanderbilt hanno coinvolto i soldati in frequenti interviste, sprint di progettazione e test sul campo per identificare i problemi critici che ostacolano i loro compiti quotidiani sul campo. Il sovraffaticamento fisico è emerso come un problema che necessita di una soluzione rapida.

Per affrontare le limitazioni di forza e resistenza associate alla movimentazione dei materiali e all'artiglieria da campo, i ricercatori di Vanderbilt, gli ingegneri, gli esperti di traduzione tecnologica e altri partner militari - lavorando a fianco dei soldati - hanno preso una tecnologia di esoscheletro che Vanderbilton aveva precedentemente progettato per uso commerciale e hanno trascorso un anno di sviluppo e test iterativi per trasformarla nel sistema SABER.

Nel progettare il sistema, il team si è concentrato sull'uso prolungato della tuta durante le attività critiche, per risolvere i problemi di carico e movimento del soldato.
Più di 100 soldati hanno partecipato ai test dell'esotuta in tre basi diverse, riferendo di aver subito un minore affaticamento della schiena e una maggiore resistenza indossando i prototipi SABER.

"Nel corso della giornata, sollevando proiettili da 60 libbre ci si stanca, soprattutto dopo ore. Il corpo ne risente", ha detto il Pfc. Dale Paulson, 101esima Divisione Aviotrasportata. "Indossare la tuta è stato di grande aiuto, soprattutto per togliere i proiettili dal retro del camion. Mi sembrava che mi desse una spinta in più. Non ho dovuto lavorare tanto. Sento che mi ha aiutato a muovermi più velocemente".

Le valutazioni biomeccaniche hanno rivelato che la tuta da tre libbre ha ridotto lo stress sulla schiena dei Soldati di oltre 100 libbre durante il sollevamento. Inoltre, la maggior parte dei soldati ha aumentato la propria resistenza di oltre il 60 percento indossando SABER.

Uno schiacciante 90 percento dei soldati intervistati dopo i test operativi sul campo nel maggio 2022 riteneva che l'esotuta aumentasse la loro capacità di svolgere le mansioni lavorative, e tutti hanno riferito che sarebbero stati propensi a indossarla per il loro lavoro se fosse stata sviluppata in un prodotto e resa disponibile per loro.
Il DEVCOM Army Research Laboratory, in collaborazione con il DEVCOM SC, sta fornendo finanziamenti a HeroWear, un produttore di esoscheletri industriali con sede a Nashville, e alla Vanderbilt University per progettare e fabbricare in modo iterativo decine di unità di pre-produzione alla fine del 2022, con l'obiettivo di arrivare a centinaia di unità nel 2023.

Il DEVCOM SC condurrà anche dimostrazioni sul campo per gli stakeholder critici, portando la tecnologia nelle mani dei soldati del 101° e di altre unità, lavorando contemporaneamente a un percorso di transizione più ampio.

"Siamo stati estremamente orgogliosi di essere riconosciuti dai nostri colleghi leader del DEVCOM e dell'AFC come partner d'elezione nella comprensione della tecnologia e di come introdurre questa capacità rivoluzionaria per i soldati", ha dichiarato Dave Audet, capo della divisione sistemi del DEVCOM SC. "Il nostro programma di esoscheletro in corso al DEVCOM Soldier Center e la collaborazione con Vanderbilt hanno reso possibile accelerare la modifica della tecnologia e una transizione di successo dal [Laboratorio di Ricerca dell'Esercito] al Soldier Center".

Il DEVCOM Army Research Laboratory gestisce il programma Pathfinder in stretta collaborazione con il DEVCOM Armaments Center. L'Istituto per l'Innovazione Civile-Militare esegue il programma Pathfinder in loco presso ogni sede militare e facilita le interazioni tra esercito e università.
Le università della Carolina del Nord, del Tennessee, della Virginia Occidentale e del Montana stanno collaborando con l'82esima e la 101esima Divisione Aviotrasportata - entrambe sotto il XVIII Corpo Aviotrasportato - con diversi Gruppi di Operazioni Speciali e con le unità della Guardia Nazionale della Virginia Occidentale e del Montana, per identificare e risolvere rapidamente le sfide dei soldati e accelerare la transizione di queste soluzioni nell'Esercito.

Fonte: L'Esercito e il mondo accademico collaborano sull'esoscheletro per ridurre le lesioni dei soldati - Aerotech News & Review (18.10.2022)