فرا انسان ها: ابزارهای پوشیدنی افسار گسیخته

در فیلم لبه ی فردا (Edge of Tomorrow) نگاه تازه ای به علوم خارق العاده (یا همان علوم تخیلی) شد، سربازان این فیلم به مبارزه با فضایی پرداختند، آن هم با استفاده از اسکلت های خارجی پوشیدنی مخصوصی که قدرت آنها در حد اندازه ای فوق العاده افزایش می داد. بر پرده ی آبی سینما -و یا صفحه ی پر نور نمایشگرهایمان- همه ی ایده های فیلم بیشتر به تخیلات ذهن یک نویسنده ی هالیوودی می ماند، اما اگر بگوییم فاصله ی این ایده ها تا واقعیت بسیار اندک است، حرف مان را باور می کنید؟

اسکلت ها های خارجی پوشیدنی یا Exoskeleton ها در حدود یک قرن است که توجه دانشمندان را به خود جلب کرده اند. تلاش های دانشمندان در این زمینه به تولید ده ها و شاید هم صدها نمونه ی اولیه منجر گشته است. جالب این جا است که بیش از این که تمرکز بر روی ساختن ابزار هایی شبیه به مرد آهنی باشد، توجه دانشمندان به سمت بهبود زندگی روزمره انسان ها بوده است. با وجود این که جز یک یا دو مورد خاص در دهه های گذشته، چشمه ی خاصی از این تکنولوژی ندیده ایم، اما دانشمندان آینده ی روشنی را برای این بخش پیش بینی می کنند.

در ادامه مطلب در این رابطه بیشتر بخوانید.

تاریخچه

اولین آشنایی عموم انسان ها با اکزواسکلتون ها از سال 1950 و از لابه لای داستان های علمی تخیلی شروع می شود. اما در واقع اولین اکزواسکلتون توسط روس ها و در حدود سال 1900 میلادی ساخته شد.

تعدادی فنر وظیفه ی تحمل وزن و همچنین برقراری تعادل را بر عهده دارند. این فنر ها در هنگام حرکت می توانند تسهیل کننده ی عمل واقع شوند و از نیروی وزن برای حرکت به جلو بهره ببرند.

این تحقیق توسط دانشمندی به نام Nicholas Yagn رهبری می شد. در سال 1890 او تصمیم گرفت پتنت خود را در سازمان پتنت آمریکا به ثبت برساند. وی در مورد اختراعش اینطور گفته است.

اکزواسکلتونی که Nicholas اختراع کرده بود همچنین از یک مایع مخصوص برای بازیافت انرژی استفاده می کرد. این بازیافت انرژی چندان عملی و قابل استفاده نبود اما برای زمان خودش ایده ای بسیار ناب و خلاقانه بود. طبق گفته های Nicholas اختراعش می توانست حرکت افراد را راحت تر کند و در عین حال به آنها کمک کند تا بتوانند بهتر بدوند یا بپرند.

اولین اکزواسکلتونی که برای افزایش قدرت طراحی شده بود، توسط جنرال الکتریک و در سال 1960 ساخته شد. این وسیله که Hardiman نام داشت بسیار درشت و زمخت بود و بیشتر شبیه به تخیلات نویسندگان علمی تخیلی بود تا ابزاری فنی مهندسی. Hardiman طراحی شده بود تا قدرت افراد را توسعه دهد و به آنها امکان انجام کارهایی را دهد که قبلا نمی توانستند، اما طراحان این پروژه هرگز نتوانستند به هدف هایشان حتی نزدیک شوند. در گزارشی در مورد این پروژه آمده است:

مشکلی که در نمونه اولیه Hardiman وجود دارد چیزی نیست که به سادگی قابل حل باشد. نیاز به انرژی زیاد، پیچیدگی طراحی وسیله، عدم هماهنگی آن با فردی که از آن استفاده می کند و عدم کیفیت مناسب مواد مصرفی باعث شده تا تکنولوژی روز از پاسخگویی به نیازهایمان ناتوان باشد.

 

همانطور که در گزارش این پروژه آمده، عمده ترین دلیل شکست پروژه ی Hardiman تکنولوژی بوده است. شاید به همین دلیل بود که تا سال 1990 کسی تصمیم به ساخت اکزواسکلتون نگرفت. در آن سال هیئتی در کاوازاکی دست به توسعه ی اسکلتی خارجی زدند که به مددرسانان کمک می کرد تا افراد مصدوم و معلول را راحت تر جا به جا کنند.

تلاش بعدی در این زمینه به قرن بعد موکول شد. شرکت ژاپنی Cyberdyne محصولی را با عنوان HAL-3 معرفی کرد. دانشگاه برکلی نیز شروع به توسعه ی یک اسکلت خارجی با عنوان Bleex کرد، این اکزواسکلتون به سربازان کمک می کرد تا لوازم سنگین را در مسافت های زیاد حمل کنند. شرکت Honda هم کار بر روی یک اسکلت خارجی پوشیدنی، که به افراد سالخورده و معلول کمک می کرد تا راه بروند را آغاز کرد.

قدرت گرفتن

یک اسکلت پوشیدنی بزرگ می تواند تعجب بینندگانش را برانگیزد، اما تنها ظاهرش توانایی این عمل را دارد، زیرا در باطن، تنها فعالیت های محدودی را می تواند انجام دهد. باتری ها هنوز نمی توانند انرژی مورد نیاز یک هیولای پوشیدنی را تامین کنند و واقعیت این است که با وجود پیشرفت علم این ابزار ها هنوز چندان سودمند نیستند و کارهای اندکی را -آن هم در شرایط مخصوص- انجام می دهند. اکزواسکلتون های جدید تمرکزشان را بر روی کمک به انجام فعالیت های روزمره ی انسانی با کیفیتی بهتر قرار داده اند.

یکی از آخرین تلاش ها در این زمینه HULC است. یک اکزواسکلتون که طراحی شده تا توانایی های سربازان را افزایش دهد. ایده ی اصلی این پروژه این است که قدرت و چالاکی سربازان را افزایش دهد و در عین حال، بتواند احتمال مصدوم و یا زخمی شدنشان را کم کند.

HULC به سربازان توانایی انجام کارهایی را می دهد که امروز قادر به انجام آن نیستند. این وسیله همچنین وظیفه ی محافظت از آنها را در برابر صدمات را دارد.» جیم نی، مدیر پروژه.

این حرفا را قبلا هم شنیده ایم، Nicholas Yagn نزدیک به یک قرن پیش تصمیم داشت همین کار را انجام دهد. اما در تکنولوژی مدرن محققان می توانند مسائل را بهتر بررسی کنند. HULC می تواند به سربازان کمک کند باری 90 کیلوگرمی را حمل کنند در حالی که چیزی از سرعت حرکت آنها نمی کاهد. باتری این اکزواسکلتون وزنی در حدود 20 کیلوگرم دارد و می تواند در حدود 72 ساعت کار کند.

اما HULC تنها نمونه ی بازار نیست. Raytheon شرکتی است که در طول هشت سال گذشته بر روی توسعه محصولی در همین رده با عنوان XOS کار می کند. برعکس HULC که بیشتر بخش های بدن سرباز را بدون پوشش باقی می گذاشت XOS بیشتر قسمت های بالاتنه و پایین تنه را تحت پوشش خود قرار می دهد. این اکزواسکلتون نیز توانایی حمل بار 90 کیلویی را به کاربرش می دهد، همچنین تمرکز افزایش قدرت در این محصول بازوها هستند که می توانند با تلاشی اندک، وزنی در حدود 20 کیلوگرم را حمل کنند.

فقط سربازها؟

در ژاپن، Cyberdyne کماکان بر روی پروژه ی HAL خود کار می کند که حالا به شماره ی 5 رسیده است. برخلاف همنوع آمریکاییش، این اکزواسکلتون برای افراد معمولی طراحی شده است. شرکت Cyberdyne در حال توسعه ی انواع مختلفی از این محصول است تا کارگران صنعتی، افراد معلول و متخصصان پزشکی را تحت پوشش قرار دهد.

نسخه ای که برای افراد معلول طراحی شده، توسط تعدادی از موسسات پزشکی اروپا تحت آزمایش است. اولین نسخه ی این محصول در بهار گذشته آماده شد. محققان ادعا می کردند این محصول "توانایی حرکتی بالایی" را به افرادی که از ناتوانی حرکتی رنج می برند می دهد و در عین حال همانند یک فیزیوتراپی همراه عمل می کند، یعنی در طول زمان، با استفاده از این محصول افراد ناتوان به مرور توانایی حرکتی شان را به دست می آورند. البته این محصول تنها بر روی 8 نفر آزمایش شده است و شاید هنوز کمی زود باشد که در مورد موفقیت و یا عدم موفقیتش قضاوت کنیم.

یک اکزواسکلتون دیگر که مخصوص شهروندان طراحی شده است ReWalk نام دارد، اسکلتی پوشیدنی که تنها پایین تنه را تحت پوشش قرار می دهد و همان اهداف HAL را دنبال می کند. ReWalk از موتور مخصوصی استفاده می کند تا به افراد توانایی حرکتی شان را برگرداند و همچنین باتری آن توان کاری یک روز کامل را دارد. برخلاف HAL در کنار این محصول باید ار عصا استفاده کرد که چندان جالب نیست، اما این محصول در انتهای مسیر تجاری شدن قرار دارد و همین الان در خیلی از کشورها از آن استفاده می شود. این محصول می تواند جایگزین بسیار مناسبی برای ویلچر ها باشد.

بدون باتری

FORTIS یکی دیگر از برادران خانواده ی اکزواسکلتون ها است که به تازگی ساخته شده است. اگر چه این محصول توسط مرکز تحقیقاتی نیروهای نظامی در حال گسترش است، اما تنها برای استفاده ی شهروندان -و نه استفاده های نظامی- طراحی شده است. این اسکلت پوشیدنی، با تقویت قدرت بدنی به افراد امکان استفاده از ابزار های سنگین را می دهد و از هیچ گونه منبع انرژی خاصی استفاده نمی کند. Adam Miller، مدیر پروژه در این باره می‌گوید:

«با پوشیدن FORTIS، کاربر می تواند از ابزارهای سنگین در مدت طولانی تری استفاده کند و کمتر خسته شود.»

 

در حالی که FORTIS باتری ندارد، اما توانایی هایش خارق العاده است. این محصول به کاربران این امکان را می دهد تا وزنی در حدود 15 کیلوگرم را "بودن کوچکترین تلاش" نگه دارند. شاید در ابتدا 15 کیلوگرم مقدار قابل توجهی به نظر نرسد، می توان برای درک بهتر وزنه ای در همین حدود را برای مدت یک ساعت در دست نگه داشت. FORTIS عمل بلند کردن و بر روی زمین قرار دادن وزنه ها را نیز تسهیل می کند که این کار در عدم فشار وارده به کمر و پاها بسیار موثر است.

ابزارهایی همچون FORTIS می تواند هدیه ای از طرف تکنولوژی روز به کارگران صنعتی باشد، کسانی که روزانه با ابزارهای سنگین سر و کار دارند و آسیب دیدگی بخش از حرفه شان است. امثال این وسیله می توانند کیفیت زندگی را نیز در دوران کهنسالی افزایش دهند.

به دلیل عدم نیاز به انرژی، پیچیدگی و قیمت نهایی FORTIS پایین تر از رقبا خواهد بود. قیمت پایین، محرک بسیار مناسبی برای تجاری شدن است. این وسیله همین ماه قبل معرفی شده است، در حالی که تحقیقات بر روی دیگر از اکزواسکلتون ها چندین سال و در برخی موارد چندین دهه است که آغاز شده است. همه ی این ها یعنی FORTIS راه زیادی را در پیش دارد.

هنوز انسان، اما کمی فراتر

تمرکز اسکلت های پوشیدنی جدید از افزایش قدرت و سرعت به سمت افزایش استقامت گرویده است. این یعنی با پوشیدن آنها قرار نیست یک فرا انسان شویم، بلکه قرار است تحمل بدنی مان افزایش یابد و کیفیت زندگی مان بهتر شود. در حالی که این هدف چندان اغوا کننده نیست، اما تاثیر بسزایی در افزایش کارایی جامعه ی بشری خواهد داشت.

هزینه ی آسیب دیدگی های کاری در آمریکا در سال 2013 چیزی در حدود 250 میلیون دلار بوده است.

جراحت و خستگی، دشمنانی که سال هاست در تلاش هستیم تا شکست شان دهیم. یک سرباز خسته ی زخمی، باعث کند شدن گردان خود می گردد و احتمالا چندان توان بالایی برای مقابله با تهدیدها نخواهد داشت.

افزایش استقامت می تواند همه را خشنود کند، از سربازی که در میدان جنگ است، تا مدد رسانی که باید چندین مصدوم را حمل کند و حتی مصدومی که کمتر از آن چه باید، آسیب دیده است. احتمالا در دهه های آینده بیشتر اکزواسکلتون ها را خواهیم دید. این محصولات نه چندان زیبا، نیامده اند تا به ما سرعت و قدرتی باور نکردنی اهدا کنند، بلکه آمده اند تا کمک کند، بهتر و بیشتر زندگی کنیم.