Mig segle després de l’inici dels treballs en el camp dels exoesquelets, les primeres mostres d’aquest equipament estan preparades per treballar de ple dret. Lockheed Martin es va vantar recentment que el seu projecte HULC (Human Universal Load Carrier) no només ha estat provat sobre el terreny amb el Pentàgon, sinó que està preparat per a la producció en sèrie. L'exosquelet HULC ara "respira per l'esquena" per diversos projectes similars d'altres empreses. Però no sempre va haver-hi una gran quantitat de dissenys.
En realitat, la idea de crear qualsevol dispositiu que pogués portar una persona i millorar significativament les seves qualitats físiques va aparèixer a la primera meitat del segle passat. Tanmateix, fins a un cert moment no era més que una altra noció d’escriptors de ciència ficció. El desenvolupament d’un sistema pràcticament aplicable només es va iniciar a finals dels anys cinquanta. General Electric, sota els auspicis de l'exèrcit nord-americà, va llançar un projecte anomenat Hardiman. La tasca tècnica era agosarada: es suposava que l’exoesquelet de GE permetia a una persona operar amb càrregues de fins a 680 quilograms de pes de fins a un miler i mig de lliures. Si el projecte es completés amb èxit, l'exoesquelet de Hardiman tindria grans perspectives. Per tant, els militars tenien intenció d’utilitzar noves tecnologies per facilitar el treball dels armers a la força aèria. A més, científics nuclears, constructors i representants de moltes altres indústries estaven "en línia". Però fins i tot deu anys després de l'inici del programa, els enginyers de General Electric no han pogut traduir tot el que es va concebre al metall. Es van construir diversos prototips, inclòs un braç mecànic en funcionament. L'enorme urpa dels Hardymen era hidràulica i podia elevar 750 lliures de càrrega (aproximadament 340 kg). Basant-se en un "guant" factible, es va poder crear un segon. Però els dissenyadors es van enfrontar a un altre problema. Les "potes" mecàniques de l'exosquelet no volien funcionar correctament. El prototip Hardiman amb un braç i dues potes de suport pesava menys de 750 quilograms, mentre que la capacitat màxima de disseny era inferior al seu propi pes. A causa d’aquest pes i de les peculiaritats del centratge de l’exosquelet, en aixecar la càrrega, tota l’estructura sovint començava a vibrar, cosa que va provocar un tombament diverses vegades. Amb una ironia amarga, els autors del projecte van anomenar aquest fenomen "la dansa mecànica de Sant Vito". Per molt que van lluitar els dissenyadors de General Electric, no van aconseguir fer front a l'alineació i les vibracions. A principis dels anys 70, el projecte Hardiman es va tancar.
En els anys següents, el treball en direcció als exoesquelets va quedar inactiu. De tant en tant, diverses organitzacions van començar a tractar-les, però gairebé sempre no va seguir el resultat desitjat. Al mateix temps, el propòsit de crear un exoesquelet no sempre era el seu ús militar. Als anys 70, els empleats de l’Institut Tecnològic de Massachusetts, sense massa èxit, van desenvolupar equips d’aquesta classe, dissenyats per a la rehabilitació de persones amb discapacitat amb lesions de l’aparell locomotor. Malauradament, en aquell moment, els enginyers també van impedir la sincronització de les diverses parts del vestit. Cal tenir en compte que els exoesquelets tenen una sèrie de trets característics que no faciliten la seva creació una mica més. Per tant, una millora significativa de les capacitats físiques de l’operador humà requereix una font d’energia adequada. Aquest últim, al seu torn, augmenta les dimensions i el pes mort de tot l’aparell. El segon problema resideix en la interacció de la persona i l’exosquelet. El principi de funcionament d’aquest equip és el següent: una persona fa qualsevol moviment amb el braç o la cama. Els sensors especials associats a les seves extremitats reben aquest senyal i transmeten l’ordre adequat als elements d’acció: mecanismes hidràulics o elèctrics. Simultàniament amb l'emissió d'ordres, aquests mateixos sensors asseguren que el moviment dels manipuladors correspon als moviments de l'operador. A més de sincronitzar l’amplitud dels moviments, els enginyers s’enfronten al problema del temps. La qüestió és que qualsevol mecànic té un temps de reacció determinat. Per tant, s’hauria de minimitzar amb la finalitat de facilitar la comoditat a l’hora d’utilitzar l’exosquelet. En el cas dels exosquelets compactes i petits, que ara s’estan subratllant, la sincronització dels moviments humans i de màquines té una prioritat especial. Atès que l'exosquelet compacte no permet augmentar la superfície de suport, etc., la mecànica que no té temps de moure's amb la persona pot afectar negativament l'ús. Per exemple, un moviment prematur d'una "cama" mecànica pot conduir al fet que una persona simplement perdi l'equilibri i caigui. I això està lluny de tots els problemes. Viouslybviament, la cama humana té menys graus de llibertat que la mà, per no parlar de la mà i els dits.
La història més nova d’exosquelets militars va començar el 2000. Llavors, l'agència nord-americana DARPA va iniciar l'inici del programa EHPA (Exoesquelets for Human Performance Augmentation - Exoesquelets for augment human performance). El programa EHPA formava part d’un projecte més gran de Land Warrior per crear l’aspecte del soldat del futur. Tanmateix, el 2007, el Guerrer de la Terra va ser cancel·lat, però es va continuar la seva part exosquelet. L’objectiu del projecte EHPA era crear l’anomenat. un exoesquelet complet, que incloïa amplificadors per a braços i cames humanes. Al mateix temps, no calia armes ni reserves. Els funcionaris responsables de DARPA i el Pentàgon eren ben conscients que l’estat actual de les qüestions en el camp dels exoesquelets simplement no permet dotar-los de funcions addicionals. Per tant, els termes de referència del programa EHPA només impliquen la possibilitat que un soldat porti a llarg termini un exosquelet d’una càrrega que pesa uns 100 quilograms i un augment de la seva velocitat de moviment.
Sacros i la Universitat de Berkeley (EUA), així com els japonesos Cyberdyne Systems, van expressar el seu desig de participar en el desenvolupament de noves tecnologies. Han passat dotze anys des de l'inici del programa, i durant aquest temps la composició dels participants ha experimentat alguns canvis. Sacros s'ha convertit en part de la preocupació de Raytheon i un departament de la universitat anomenat Berkeley Bionics s'ha convertit en una divisió de Lockheed Martin. D’una manera o altra, ara hi ha tres prototipus d’exosquelets creats sota el programa EHPA: Lockheed Martin HULC, Cyberdyne HAL i Raytheon XOS.
El primer dels exosquelets llistats (HULC) no compleix completament els requisits de DARPA. El fet és que la construcció de 25 quilograms només conté un sistema de suport a l’esquena i unes "potes" mecàniques. El suport manual no està implementat a HULC. Al mateix temps, les capacitats físiques de l’operador HULC s’incrementen a causa del fet que a través del sistema de suport posterior, la major part de la càrrega dels braços es transfereix als elements de força de l’exosquelet i, finalment, “va” al terra. Gràcies al sistema aplicat, un soldat pot transportar fins a 90 quilograms de càrrega i, alhora, experimentar una càrrega que compleixi tots els estàndards de l’exèrcit. El HULC funciona amb una bateria de ions de liti que dura fins a vuit hores. En el mode econòmic, una persona en un exoesquelet pot caminar a una velocitat de 4-5 quilòmetres per hora. La velocitat màxima possible de l’HULC és de 17-18 km / h, però aquest mode de funcionament del sistema redueix significativament el temps de funcionament d’una càrrega de bateria. En el futur, Lockheed Martin promet equipar HULC amb piles de combustible, la capacitat de les quals serà suficient per a un dia d’operació. A més, en versions posteriors, els dissenyadors prometen mans "robòtiques", cosa que augmentarà significativament les capacitats de l'usuari de l'exosquelet.
Fins ara, Raytheon ha presentat dos exoesquelets una mica similars amb índexs XOS-1 i XOS-2. Es diferencien en els paràmetres de pes i mida i, en conseqüència, en una sèrie de característiques pràctiques. A diferència del HULC, la família XOS està equipada amb un sistema d’alleujament manual. Tots dos exoesquelets poden aixecar uns 80-90 quilograms del seu propi pes. Cal destacar que el disseny d’ambdós XOS permet instal·lar diversos manipuladors en braços mecànics. Cal tenir en compte que XOS-1 i XOS-2 tenen un consum d'energia important fins ara. Per això, encara no són autònoms i requereixen una font d'alimentació externa. En conseqüència, la velocitat màxima de desplaçament i la durada de la bateria estan fora de qüestió. Però, segons Raytheon, la necessitat d’alimentació per cable no serà un obstacle per a l’ús de XOS en magatzems o bases militars on hi hagi una font d’electricitat adequada.
La tercera mostra del programa EHPA és Cyberdyne HAL. Avui, la versió HAL-5 és rellevant. Aquest exosquelet és fins a cert punt una barreja dels dos primers. Igual que el HULC, es pot utilitzar de forma independent: les bateries duren 2,5 a 3 hores. Amb la família XOS, el desenvolupament de Cyberdyne Systems està unit per la "integritat" del disseny: inclou sistemes de suport per a braços i cames. No obstant això, la capacitat de càrrega de l'HAL-5 no supera el parell de desenes de quilograms. La situació és similar amb les qualitats de velocitat d’aquest desenvolupament. El fet és que els dissenyadors japonesos no s’han centrat en l’ús militar, sinó en la rehabilitació de persones amb discapacitat. Obbviament, aquests usuaris simplement no necessiten cap velocitat ni capacitat de càrrega. En conseqüència, si els militars estan interessats en HAL-5 en el seu estat actual, serà possible crear un nou exosquelet sobre la seva base, esmolat per a ús militar.
De totes les opcions per a exosquelets prometedors presentats a la competició EHPA, només HULC ha arribat fins ara a proves conjuntament amb els militars. Una sèrie de característiques d'altres projectes encara no permeten iniciar les proves de camp. Al setembre, s’enviaran diversos kits HULC per parts per estudiar les característiques de l’exosquelet en condicions reals. Si tot va bé, la producció a gran escala començarà el 2014-15.
Mentrestant, els científics i els dissenyadors tindran millors conceptes i dissenys. La innovació més esperada en el camp dels exoesquelets són els guants robòtics. Els manipuladors existents encara no són molt convenients per utilitzar eines i objectes similars destinats a l’ús manual. A més, la creació d’aquests guants s’associa a diverses dificultats. En general, són similars als d'altres conjunts d'exosquelet, però en aquest cas, els problemes de sincronització s'agreugen amb un gran nombre d'elements mecànics, característiques del moviment de la mà humana, etc. El següent pas en el desenvolupament d’exosquelets serà la creació d’una interfície neuroelectrònica. Ara el moviment de la mecànica està controlat per sensors i servoaccionaments. Més convenient per a enginyers i científics és l’ús d’un sistema de control amb elèctrodes que eliminen els impulsos nerviosos humans. Entre altres coses, aquest sistema reduirà el temps de reacció dels mecanismes i, com a resultat, augmentarà l’eficiència de tot l’exosquelet.
Pel que fa a l’aplicació pràctica, durant el darrer mig segle, les opinions sobre ella pràcticament no han canviat. Els militars segueixen sent considerats els principals usuaris de sistemes prometedors. Poden utilitzar exosquelets per a operacions de càrrega i descàrrega, preparant municions i, a més, en una situació de combat, per millorar les capacitats dels combatents. Cal tenir en compte que la capacitat de càrrega dels exoesquelets serà útil no només per als militars. L’ús generalitzat de la tecnologia que permet a una persona augmentar significativament les seves capacitats físiques pot canviar la cara de tota la logística i el transport de mercaderies. Per exemple, el temps per carregar un semiremolc de càrrega en absència de carretons elevadors disminuirà en desenes de per cent, cosa que augmentarà l'eficiència de tot el sistema de transport. Finalment, els exosquelets controlats pels nervis ajudaran els discapacitats a donar suport a les persones per tornar a viure una vida plena. A més, hi ha grans esperances a la interfície neuroelectrònica: en cas de lesions medul·lars, etc. En lesions, els senyals del cervell poden no arribar a una àrea específica del cos. Si els "interceptem" a la zona danyada del nervi i els enviem al sistema de control de l'exosquelet, la persona deixarà de ser confinada a una cadira de rodes o al llit. Per tant, els desenvolupaments militars poden millorar una vegada més la vida dels militars. De moment, fent grans plans, hauríeu de recordar l’operació de prova de l’exosquelet Lockheed Martin HULC, que començarà només a la tardor. Basant-se en els seus resultats, es podran jutjar tant les perspectives de tota la indústria com l'interès per aquesta per part dels usuaris potencials.
