Model pasywnego egzoszkieletu zaprojektowany i oceniony z pomocą ponad 100 żołnierzy na trzech stanowiskach wojskowych zakończył testy terenowe w maju 2022 r., uzyskując wysoką akceptację. Urządzenie do noszenia nosi nazwę Soldier Assistive Bionic Exosuit for Resupply (SABER). W wyniku udanych testów terenowych DEVCOM zapewni fundusze HeroWear, firmie z Nashville zajmującej się egzoszkieletami przemysłowymi, oraz Uniwersytetowi Vanderbilt na zmianę projektu i dostarczenie armii dziesiątek jednostek przedprodukcyjnych do końca 2022 r. w ramach przygotowań do masowej produkcji i dodatkowych testów terenowych.

SABER nie zmieni żołnierzy w Iron Manów

W przeciwieństwie do wielu wcześniejszych prób stworzenia wojskowych egzoszkieletów, SABER nie zmieni ludzi w superbohaterów. Urządzenie nie będzie odbijać pocisków, nie da możliwości latania ani nie pozwoli żołnierzom na podróżowanie z większą ilością sprzętu. Zamiast tego SABER jest niezasilanym egzokombinezonem do noszenia bez siłowników i silników. Egzoszkielet ten (egzoszkielet jest kategorią egzoszkieletu, podobnie jak sedan jest podkategorią samochodu) wykorzystuje elastyczne elementy, aby odciążyć część sił z pleców i kręgosłupa żołnierzy. SABER ma pomagać w podnoszeniu i zmniejszać obciążenie pleców podczas operacji logistycznych.

Ochrona żołnierzy

Urazy kręgosłupa prowadzą do ponad miliona utraconych lub ograniczonych dni służby dla żołnierzy każdego roku, donosi Centrum Zdrowia Publicznego Armii Stanów Zjednoczonych. Jest to równowartość ponad 460 urazów związanych z nadmiernym obciążeniem pleców każdego dnia, w tym w weekendy (U.S. Army Injury Surveillance 2019 Summary).

Podobne badanie wykazało, że spośród 57 potencjalnych czynników ryzyka, dźwiganie ciężarów i wysokie dawki treningowe były dwoma wiodącymi, najbardziej powiązanymi czynnikami ryzyka kontuzji poza walką (link). Autorzy stwierdzają, że "urazy układu mięśniowo-szkieletowego są główną przyczyną korzystania z opieki zdrowotnej, a także ograniczonej służby i niepełnosprawności w wojsku amerykańskim i innych siłach zbrojnych. Wpływają one na członków wojska podczas szkolenia wstępnego, szkolenia operacyjnego i rozmieszczenia oraz mają bezpośredni negatywny wpływ na ogólną gotowość oddziałów".

Rozwiązanie

Egzoszkielety i egzokombinezony mogą być praktycznym rozwiązaniem pozwalającym ograniczyć obrażenia żołnierzy podczas zadań logistycznych. Różnią się one od większości urządzeń ubieralnych, które trafiają do magazynów i informują użytkownika o nadmiernym wysiłku. Zamiast tego egzoszkielety są umieszczane między jednym lub kilkoma stawami ludzkiego ciała i tworzą fizyczny most, który może być wykorzystany do wzmocnienia lub przeciwstawienia się ruchowi użytkownika. W przypadku SABER, egzoszkielet został zaprojektowany tak, aby fizycznie odciążyć mięśnie pleców za pomocą elastycznych pasków biegnących równolegle do ciała. Egzokombinezon może zostać zdjęty przez użytkownika w dowolnym momencie bez konieczności jego zdejmowania. SABER wykonuje pracę fizyczną razem z żołnierzami, minimalizując ryzyko urazu dolnej części pleców podczas wykonywania zadań.

Jednym ze sposobów na wyobrażenie sobie celów egzoszkieletów jest cofnięcie się do czasów wprowadzenia wspomagania kierownicy. Podczas II wojny światowej koła pojazdów logistycznych i ciężarówek regularnie grzęzły w błocie lub na polnych drogach. Wspomaganie kierownicy było rozwiązaniem umożliwiającym niezawodne wykonywanie zadań logistycznych. Nie zwiększyło to ilości ładunku, który kierowcy mieli dostarczyć, ani nie osłabiło ich ramion dzięki urządzeniu, które pomagało im obracać kierownicą. Te same cele dotyczą wszystkich wojskowych urządzeń egzoszkieletowych.

Zaangażowanie żołnierzy w fazę projektowania

Żołnierze ze 101 Dywizji Powietrznodesantowej w Fort Campbell byli mocno zaangażowani wraz z zespołem z Vanderbilt w projektowanie i testowanie egzoszkieletu SABER. W ciągu jednego roku ponad 100 żołnierzy z Fort Campbell, Fort Still i Fort Knox uczestniczyło w projektowaniu i testowaniu egzoszkieletu. Prace są częścią wojskowego programu Pathfinder. Program Pathfinder to inicjatywa Kongresu mająca na celu realizację celów modernizacyjnych Army Futures Command. Koncentruje się on na wspieraniu innowacji technologii inspirowanych lutnictwem i opartych na badaniach. DEVCOM wykorzystuje program do łączenia żołnierzy z sieciami naukowymi i technologicznymi. Ten projekt jest świadectwem potencjału sukcesu poprzez włączenie użytkowników na wczesnym etapie procesu projektowania i testowania.

"Pierwsze kilka miesięcy spędziliśmy na przeprowadzaniu wywiadów, obserwacji i spędzaniu czasu z żołnierzami" - powiedział dr Karl Zelik, profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Vanderbilt. "Nie próbowaliśmy stworzyć Iron Mana - złożonego, sztywnego, nierealistycznego kombinezonu na całe ciało. Zamiast tego zaczęliśmy od dogłębnego zrozumienia potrzeb żołnierzy, aby opracować lekkie, niskoprofilowe, niezasilane narzędzie do noszenia, które pomoże zapewnić bardzo potrzebną pomoc bez spowalniania żołnierzy lub zakłócania innych zadań operacyjnych".

Testy terenowe i kolejne kroki

W testach egzokombinezonu wzięło udział ponad 100 żołnierzy. Spośród tych, którzy brali udział w testach terenowych, 90% zgłosił, że egzokombinezon zwiększył ich zdolność do wykonywania zadań i prawdopodobnie nosiłby SABER, gdyby był dostępny. "W ciągu dnia, podnosząc 60-funtowe naboje, można się zmęczyć, zwłaszcza po godzinach. To odbija się na pańskim ciele...", powiedział szeregowy pierwszej klasy Dale Paulson, 101 Dywizja Powietrznodesantowa, 3-320 artyleria polowa, Cannoneer, 13B. "Noszenie kombinezonu naprawdę bardzo pomogło, zwłaszcza przy wyjmowaniu pocisków z tyłu ciężarówki... Czułem się, jakby dawało mi to dodatkowy impuls. Nie musiałem tak ciężko pracować... Czuję, że pomogło mi to poruszać się szybciej".

SABER zostanie przeniesiony z programu Pathfinder do Dowództwa Rozwoju Zdolności Bojowych Armii Stanów Zjednoczonych (DEVCOM). DEVCOM zapewni finansowanie Uniwersytetowi Vanderbilt i HeroWear, aby przygotować egzokombinezon do produkcji i użytku w terenie.

"Byliśmy niezwykle dumni, że zostaliśmy uznani przez naszych kolegów z DEVCOM i AFC za najlepszych partnerów w zrozumieniu technologii i tego, jak wprowadzić tę przełomową zdolność dla żołnierzy" - powiedział Dave Audet, szef działu systemów DEVCOM SC. "Nasz trwający program egzoszkieletu DEVCOM Soldier Center i współpraca z Vanderbilt umożliwiły przyspieszenie modyfikacji technologii i udane przejście z ARL do Soldier Center".

Dzięki zaangażowaniu żołnierzy na wczesnym etapie projektowania, SABER stał się odrębnym produktem od cywilnych egzokombinezonów już oferowanych przez HeroWear. "W HeroWear opracowujemy pakiet rozwiązań wspomagających, które zmniejszają zmęczenie i obciążenie fizyczne pracowników. Apex pozostaje naszym flagowym kombinezonem wspomagającym plecy dla pracowników cywilnych w logistyce i produkcji" - powiedział Mark Harris, dyrektor generalny HeroWear. "Dzięki ciągłemu wsparciu ze strony armii, jesteśmy teraz podekscytowani dodaniem kombinezonu SABER jako nowej linii produktów. Kombinezon SABER spełni unikalne potrzeby żołnierzy armii amerykańskiej i zintegruje się z ich sprzętem. Oczekujemy również, że niektóre z innowacji opracowanych dla żołnierzy przyniosą korzyści pracownikom cywilnym w przyszłych produktach HeroWear".

Jest to ważny krok dla całej branży egzoszkieletów, który może doprowadzić do transformacji w sposobie postrzegania technologii do noszenia w celu poprawy sprawności fizycznej na całym świecie.

Źródło: SABER o krok bliżej do masowej adopcji wojskowych egzoszkieletów (ampproject.org) (18.10.2022)