Niezasilany egzokombinezon zaprojektowany w celu zmniejszenia wymagań fizycznych stawianych żołnierzom jest o krok bliżej do przyjęcia po tym, jak prototypy uzyskały pozytywne oceny od ponad 100 żołnierzy na trzech stanowiskach wojskowych.

Według Centrum Zdrowia Publicznego Armii Stanów Zjednoczonych, urazy dolnej części pleców powodują ponad milion utraconych lub ograniczonych dni służby dla żołnierzy każdego roku.
Wojskowy program Pathfinder - prowadzony przez współpracujący zespół żołnierzy ze 101 Dywizji Powietrznodesantowej w Fort Campbell w stanie Kalifornia i inżynierów z Uniwersytetu Vanderbilt - doprowadził do zaprojektowania i przetestowania unikalnych prototypów egzoszkieletu w celu zwiększenia możliwości podnoszenia i zmniejszenia obciążenia pleców w operacjach utrzymania i logistycznych.

Badania i rozwój miękkiego, lekkiego, niezasilanego egzoszkieletu, zwanego Soldier Assistive Bionic Exosuit for Resupply (SABER), zostały przeniesione z zespołu Pathfinder do Centrum Żołnierza Dowództwa Rozwoju Zdolności Bojowych Armii Stanów Zjednoczonych (DEVCOM SC). Zespół DEVCOM SC przygotowuje kombinezon do produkcji i testów polowych w armii.

Program Pathfinder to inicjatywa Kongresu mająca na celu przyspieszenie realizacji celów modernizacyjnych Army Futures Command i wspieranie innowacji inspirowanych przez żołnierzy, opartych na badaniach technologii, takich jak SABER. Urzędnicy DEVCOM powiedzieli, że wykorzystują ten program do łączenia żołnierzy z globalną siecią naukową i technologiczną, która obejmuje zarówno badania podstawowe, jak i zaawansowane ulepszenia technologiczne już wykorzystywanego sprzętu.

"Angażując żołnierzy na wcześniejszym etapie procesu badawczo-rozwojowego, jesteśmy w stanie uświadomić im pojawiające się badania i technologie, które środowisko akademickie może zapewnić, aby pomóc zaspokoić ich potrzeby" - powiedziała dr Arwen DeCostanza, kierownik programu Pathfinder. "Wspólne projekty, takie jak ten, przynoszą odkrycia i przyszłe wyniki dzięki wykorzystaniu kreatywności żołnierzy, wykładowców, studentów, partnerów przemysłowych oraz społeczności naukowej i technologicznej armii".

Współpracując z żołnierzami 101 Dywizji Powietrznodesantowej, naukowcy z Vanderbilt zaprojektowali SABER jako urządzenie do noszenia, które jest miękkie, lekkie i dopasowane. To niezmotoryzowane urządzenie może być selektywnie włączane przez żołnierza w celu wspomagania podnoszenia.

Projekt egzokombinezonu odpowiada na potrzeby zidentyfikowane przez żołnierzy, takie jak pomoc w uciążliwych zadaniach podnoszenia, takich jak uzupełnianie amunicji, oraz zmniejszenie obrażeń i zmęczenia, co ma kluczowe znaczenie dla gotowości przez dłuższy czas.

"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 pomaga zapewnić bardzo potrzebną pomoc bez spowalniania żołnierzy lub zakłócania innych zadań operacyjnych".

Aby opracować pomysł na ten projekt, inżynierowie Vanderbilt zaangażowali żołnierzy w częste wywiady, sprinty projektowe i testy terenowe w celu zidentyfikowania krytycznych problemów utrudniających ich codzienne obowiązki w terenie. Nadmierny wysiłek fizyczny wyróżniał się jako problem wymagający szybkiego rozwiązania.

Aby zaradzić ograniczeniom siły i wytrzymałości związanym z przenoszeniem materiałów i artylerią polową, naukowcy z Vanderbilt, inżynierowie, eksperci ds. tłumaczeń technologii i inni partnerzy wojskowi - współpracując z żołnierzami - wykorzystali technologię egzoszkieletu, którą Vanderbilt wcześniej zaprojektował do użytku komercyjnego i spędził rok na iteracyjnym rozwoju i testowaniu, aby przekształcić ją w system SABER.

Projektując system, zespół skupił się na przedłużonym użytkowaniu kombinezonu podczas krytycznych zadań, aby rozwiązać kwestie związane z obciążeniem i ruchem żołnierza.
Ponad 100 żołnierzy wzięło udział w testach egzokombinezonu w trzech różnych bazach, zgłaszając mniejsze obciążenie pleców i większą wytrzymałość podczas noszenia prototypów SABER.

"W ciągu dnia, podnosząc 60-funtowe naboje, można się zmęczyć, zwłaszcza po godzinach. To odbija się na pańskim ciele", powiedział ppor. Dale Paulson, 101 Dywizja Powietrznodesantowa. "Noszenie kombinezonu naprawdę bardzo pomogło, zwłaszcza przy wyjmowaniu nabojów z tyłu ciężarówki. Czułem się, jakby dawało mi to dodatkowy impuls. Nie musiałem tak ciężko pracować. Czuję, że pomogło mi to poruszać się szybciej".

Oceny biomechaniczne wykazały, że trzyfuntowy kombinezon zmniejszył obciążenie pleców żołnierzy o ponad 100 funtów podczas podnoszenia. Dodatkowo, większość żołnierzy zwiększyła swoją wytrzymałość o ponad 60 procent podczas noszenia SABERa.

Przytłaczające 90 procent żołnierzy ankietowanych po testach operacyjnych w terenie w maju 2022 roku uważało, że egzokombinezon zwiększył ich zdolność do wykonywania zadań służbowych, a wszyscy z nich stwierdzili, że byliby skłonni nosić go w swojej pracy, gdyby został opracowany jako produkt i udostępniony im.
DEVCOM Army Research Laboratory, we współpracy z DEVCOM SC, zapewnia finansowanie HeroWear, producentowi egzokombinezonów przemysłowych z siedzibą w Nashville oraz Uniwersytetowi Vanderbilt, w celu iteracyjnego zaprojektowania i wyprodukowania dziesiątek jednostek przedprodukcyjnych pod koniec 2022 roku, z celem zwiększenia do setek jednostek w 2023 roku.

DEVCOM SC przeprowadzi również demonstracje terenowe dla kluczowych interesariuszy, przekazując technologię w ręce 101. żołnierzy i innych jednostek, jednocześnie pracując nad szerszą ścieżką przejścia.

"Byliśmy niezwykle dumni, że zostaliśmy uznani przez naszych kolegów z DEVCOM i AFC za partnerów z wyboru w zakresie zrozumienia technologii i sposobu wprowadzenia tej przełomowej zdolności 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 [Army Research Laboratory] do Soldier Center".

Wojskowe Laboratorium Badawcze DEVCOM zarządza programem Pathfinder w ścisłej współpracy z Centrum Uzbrojenia DEVCOM. Civil-Military Innovation Institute realizuje program Pathfinder na miejscu w każdej lokalizacji wojskowej i ułatwia interakcje między wojskiem a uniwersytetami.
Uniwersytety w Karolinie Północnej, Tennessee, Wirginii Zachodniej i Montanie współpracują z 82. i 101. dywizją powietrznodesantową - obie w ramach XVIII Korpusu Powietrznodesantowego - kilkoma grupami operacji specjalnych oraz jednostkami Gwardii Narodowej Wirginii Zachodniej i Montany, aby zidentyfikować i szybko rozwiązać wyzwania stojące przed żołnierzami oraz przyspieszyć wprowadzenie tych rozwiązań do armii.

Źródło: Armia i środowisko akademickie współpracują nad egzoszkieletem w celu zmniejszenia obrażeń żołnierzy - Aerotech News & Review (18.10.2022)