الإعلانات
في حافة الغد، فيلم خيال علمي حظي بالنقد صدر هذا الصيف ، يحارب الجنود الأجانب باستخدام الهياكل الخارجية التي تعزز قوتهم وسرعتهم وخفة الحركة. على الشاشة الفضية ، إلى جانب الانفجارات والأعداء الدنيويين الآخرين ، تبدو الأفكار وكأنها اختراع هوليوود - لكنها أقرب إلى الواقع مما تعتقد.
كانت أبحاث الهيكل الخارجي جارية لأكثر من قرن ، مما أدى إلى عدد من النماذج الأولية القابلة للحياة. والمثير للدهشة ، على الرغم من ذلك ، أنها تركز بشكل أقل على قوة الإنسان الفائقة وأكثر على تحسين القدرة على التحمل وجودة الحياة. يرى الباحثون في هذا المجال المستقبل 4 تقنيات يمكن أن تغير العالمفي الوقت الحالي هو وقت مثير للبقاء على قيد الحياة ، حيث أن العلم والتكنولوجيا يدفعان الإنسانية إلى الأمام بمثل هذه المعدلات المذهلة. من كان يظن قبل عشر سنوات أنه سيكون لدينا وصول بلمسة واحدة للجميع ... اقرأ أكثر كماراثون بدلاً من سباق.
التاريخ الخارجي
ظهرت الهياكل الخارجية البشرية في قصص الخيال العلمي قعام 1950 ، ولكن أول هيكل خارجي حقيقي تم اختراعه قبل أكثر من نصف قرن من قبل المخترع الروسي نيكولاس ياجن. على الرغم من بلد إقامته ، قرر تقديم براءة اختراع إلى مكتب براءات الاختراع الأمريكي عام 1890. ووصف اختراعه بأنه:
[...] تكييف عدد من الينابيع لدعم وزن الجسم بأكمله وتخزينه وتراكمه وبالتالي ، فإن القوة التي تمارسها ، جنبًا إلى جنب مع القوة التي يمارسها زخم هذا الوزن الثقيل عند الدخول اقتراح. - نيكولاس ياغن ، المخترع
كما استخدم هيكله الخارجي "تراكم السوائل المضغوطة" لتخزين الطاقة. وفقا لنيكولاس ، أعطى اختراعه للمستخدمين حركة أفضل وقلل من إجهاد الجري والقفز على الجسم. عذرا مراوح البخار. لم تكن هذه آلة موت مدفوعة بالتروس.
تم تطوير أول هيكل خارجي مدعوم ، يسمى هاردمان ، من قبل شركة جنرال إلكتريك في أواخر الستينيات. تبدو البدلة ضخمة ووحشية إلى حد كبير مثل بدلات المعارك الضخمة التي تصورها مؤلفو الخيال العلمي. تم تصميمه لزيادة قوة المستخدم بشكل كبير ، لكن المخترعين لم يفلحوا مطلقًا في التحكم ومتطلبات الطاقة. كما جاء في التقرير النهائي للمشروع:
كانت مشكلة واجهة الإنسان والآلة في النموذج Hardiman I شديدة. مكاسب الطاقة العالية ، وتعقيد النظام متعدد المفاصل والاقتران الحميم بين الرجل والآلة فرضت العديد من قيود التصميم وقدمت مطالب ثقيلة على التكنولوجيا الحالية.
أظهر فشل هاردمان الصعوبة البالغة في تطوير هيكل خارجي باستخدام تقنية تلك الحقبة. لم تتم محاولة أخرى حتى أوائل التسعينات ، عندما بدأ الباحثون في كاواساكي العمل على الطاقة بدلة مساعدة [تمت إزالة عنوان URL المكسور] ، هيكل خارجي مصمم لمساعدة الأطباء على نقل الحركة المرضى.
وقع انفجار تطور جديد بعد مطلع القرن. قدمت شركة Cyberdyne اليابانية مفهوم الهيكل الخارجي HAL-3 ، طورت بيركلي هيكلًا خارجيًا أسفل الجسم يسمى Bleex لمساعدة الجنود في حمل الأحمال الثقيلة عبر مسافات طويلة ، جمعت شركة هوندا زوجًا من الهياكل الخارجية ذات الهيكل السفلي المصممة خصيصًا للأشخاص المتنقلين جزئيًا الذين قد يحتاجون بخلاف ذلك إلى عصا أو مشي.
توفير الطاقة حتى
مشروع هاردمان الفاشل هو نوع الدعوى التي يفكر فيها معظم الناس عندما يُطلب منهم تخيل هيكل خارجي. يتذكر الكثير منا صورًا من الخيال ، مثل الهيكل الخارجي الشهير الذي تم تجريبه بواسطة Sigourney Weaver (أو بالأحرى ، رجل الأعمال المخبأ خلفها) في كائنات فضائية.
الهيكل الخارجي الهائل يمكن أن يبهر الجمهور بالتأكيد ، لكن استخدامه العملي محدود. لا تزال البطاريات تفتقر إلى القدرة على التحمل اللازمة لتشغيل آلة وحشية لفترات طويلة من الزمن ، ولا يستطيع الهيكل الخارجي الكبير القيام بالكثير من الرافعة الشوكية أو الرافعة أو أي مركبة أخرى لا يمكن تحقيقها بالفعل. تركز الهياكل الخارجية الحديثة على تعزيز البشر بطرق عملية يمكن استخدامها يوميًا في مجموعة متنوعة من المواقف.
واحدة من أحدث التصميمات هي حاملة الحمولة البشرية العالمية ، أو HULC ، الهيكل الخارجي العسكري الذي صممه Lockheed-Martin لتعزيز القدرات المادية للجنود بشكل كبير. الفكرة الأساسية ، كما ذكر مدير البرنامج جيم ني وتفصيله في بيان صحفي للشركة، هو زيادة القدرة على التحمل والقوة مع تقليل خطر الإصابة.
إنها [HULC] تمكن الجنود من القيام بأشياء لا يمكنهم القيام بها اليوم ، بينما تساعد على حمايتهم من إصابات العضلات والعظام. - جيم ني ، مدير برنامج HULC
لا يبدو هذا مختلفًا كثيرًا عن الفوائد التي طالب بها نيكولاس ياجن عن هيكله الخارجي منذ أكثر من قرن ، لكن التكنولوجيا الحديثة تعني أن الباحثين يمكنهم إدراك الفكرة بشكل أفضل. يمكن لـ HULC مساعدة الجنود على حمل حمولات تصل إلى 200 رطل على مختلف التضاريس مع تقليل مخاطر الإصابات التي يمكن أن تبطئ جنديًا في الميدان. تعمل البطاريات على تشغيل الهيكل الخارجي ، الذي يزن أكثر من خمسين جنيهًا ، ويمكن أن يمتد العمر حتى 72 ساعة بمعدات خاصة.
لكن Lockheed-Martin ليست الشركة الوحيدة في هذا المجال. أمضت Raytheon السنوات الثماني الماضية في تطوير XOS ، والتي تأمل في شغل نفس دور HULC. على عكس منافسها ، فإن XOS تغطي جزءًا كبيرًا من الجزء السفلي والجزء العلوي من جسم المستخدم. يقتبس مخترعوها قدرة تحمل قصوى مماثلة لا تقل عن 200 رطل ، لكن تعزيز القوة يمتد إلى الذراعين ، والتي يمكن أن تحمل ما يصل إلى خمسين رطلًا مع القليل من الجهد.
ليس فقط للجنود
في الوقت نفسه ، واصلت Cyberdyne في اليابان تطوير هيكلها الخارجي HAL-5. على عكس نظرائه الأمريكيين ، تم تصميم هذا الجهاز للاستخدام المدني بدلاً من الاستخدام العسكري. تقوم الشركة بالبحث عن عدة نماذج للاستخدام من قبل العمال الصناعيين ، الاستجابة للكارثة المهنيين الشخصيين والطبيين.
تمت الموافقة على نموذج الطرف السفلي المصمم للمساعدة في إعادة تأهيل الأشخاص الذين يعانون من مشكلات التنقل المتعلقة بالإصابات لاستخدامها في أوروبا ويتم استخدامه في التجارب السريرية. المحاكمة الأولى ، اكتمل في أبريل من هذا العام، يقترح أن الهيكل الخارجي يوفر "تحسنًا كبيرًا للغاية" للتنقل عند ارتدائه وكذلك بمرور الوقت ، يحسن قدرة المريض نفسه على الحركة بدون الهيكل الخارجي. كان ثمانية مرضى فقط جزءًا من الدراسة ، لذلك يجب عمل المزيد لتأكيد فوائد HAL.
الهيكل الخارجي المدني الآخر الذي يحظى بالاهتمام هو ReWalk ، الهيكل الخارجي السفلي للجسم الذي يناسب دورًا مشابهًا لـ HAL. يستخدم ReWalk محركات الساق منخفضة الطاقة للمساعدة في التنقل مع توفير عمر البطارية طوال اليوم. على عكس HAL ، يجب استخدام ReWalk مع العصي ، ولكنه أيضًا أكثر تطوراً في تطوره وقد تمت الموافقة عليه في العديد من البلدان. يمكن استخدام ReWalk لإعادة التأهيل أو يمكن شراؤه للاستخدام الشخصي كبديل لكرسي متحرك أو سكوتر يعمل بالطاقة.
بطاريات غير مدرجة
فورتيس، الذي بدأ للتو اختباره هذا العام ، هو الهيكل الخارجي الأحدث لـ Lockheed-Martin. على الرغم من أن الجولة الأولى من الاختبار تجريها البحرية ، فإن هذا الهيكل الخارجي ، على عكس HULC ، مخصص للاستخدام المدني فقط. إنه يعزز جسم المستخدم ، ويقلل من ضغط التعامل مع الأدوات الثقيلة التي تستخدمها ميكانيكا البحرية غالبًا لإصلاح السفن.
من خلال ارتداء الهيكل الخارجي FORTIS ، يمكن للمشغلين حمل وزن هذه الأدوات الثقيلة لفترات طويلة مع تقليل التعب. - آدم ميللر ، مدير المبادرات الجديدة ، لوكهيد مارتن
في حين أنها تفتقر إلى البطاريات ، فإن FORTIS لديها قدرات رائعة. يمكن أن يساعد المستخدمين على حمل ما يصل إلى 36 رطلاً "بدون جهد". قد لا يبدو هذا كثيرًا في البداية ، لكن تذكر أن الميكانيكيين يستخدمون مثل هذه الأدوات لساعات كل يوم. يمكن أن يصبح أي وزن كبير متعبًا بعد بضع دقائق. يساعد الهيكل الخارجي أيضًا في نقل هذه الأحمال إلى الأرض ، مما يقلل من الضغط على ظهر المستخدم وساقيه.
هذا النوع من الهيكل الخارجي ، إذا ثبت نجاحه ، يمكن أن يكون نعمة كبيرة لعمال البناء والصناعة الذين يضطرون إلى رفع الأحمال المتواضعة بشكل متكرر طوال اليوم. لا تزال إصابات العمل شائعة في هذه المجالات ، وبمرور الوقت ، يمكن أن تقلل إلى حد كبير من جودة الحياة للمحاربين القدامى في هذه المجالات.
كما أن نقص قوة FORTIS يقلل من التعقيد والتكلفة ، مما يجعل الفكرة أكثر قبولا للنشر على نطاق واسع. مع ذلك ، على الرغم من ذلك ، لا تزال FORTIS في مرحلة مبكرة جدًا من تطورها ؛ تم الإعلان عنه لأول مرة الشهر الماضي فقط. معظم مشاريع الهيكل الخارجي الأخرى قيد التطوير لسنوات ، وفي بعض الحالات عقود ، لذلك لا يزال أمام هذا المشروع طريق طويل.
ما زالت بشرية ، لكن أفضل
لقد تحول تركيز الهيكل الخارجي الحديث من تعزيز القوة والسرعة إلى تعزيز القدرة على التحمل. وبهذا المعنى ، فإن الهدف ليس جعلنا أسرع أو أقوى بكثير من ذي قبل ، ولكن بدلاً من ذلك لجعلنا أكثر متانة وتحسين نوعية حياتنا. في حين أنها ليست براقة ، فإن هذا النهج منطقي ؛ فتحنا رفع الأحمال الثقيلة بالرافعة الشوكية.
على الرغم من أن الإصابات والإرهاق عدوان لم نتغلب عليه بعد. من المرجح أن يبطئ الجندي المتعب المصاب وحدته بالكامل وأقل قدرة على الاستجابة للتهديدات ، ووجد تقدير عام 2013 إصابات أثناء العمل تكلف ما يصل إلى 250 مليار دولار سنويًا في الولايات المتحدة وحدها. يمكن لتقليل الإجهاد وزيادة القدرة على التحمل أن يفيد الجميع من المشاة في المعركة للعاملين في مجال الرعاية الصحية نقل المرضى بين الأسرة ، لذلك من المحتمل أن نرى الهياكل الخارجية تواصل هذا النهج الجديد في المستقبل عقد. لن يمنحنا الهيكل الخارجي قوة خارقة أو سرعة فائقة - على الأقل ليس قريبًا. لكن سيساعدوننا على العيش حياة أطول وأفضل كيف يمكن للتكنولوجيا أن تؤثر على التطور البشريلا يوجد جانب واحد للتجربة الإنسانية التي لم تمسها التكنولوجيا ، بما في ذلك أجسامنا. اقرأ أكثر .
حقوق الصورة: لوكهيد مارتن, سايبردين
ماثيو سميث كاتب مستقل يعيش في بورتلاند أوريغون. يكتب ويعدل أيضًا لـ Digital Trends.