Vesmírne agentúry vyvíjajú pokročilé robotické obleky pre astronautov. Tieto technológie uľahčujú prieskum vesmíru a nachádzajú dôležité využitie aj na Zemi.
Expert André Schiele demonštruje ovládanie vzdialeného robota. Tento desaťkilogramový oblek prenáša pohyby človeka cez mobilnú sieť. Zdroj: ESA/A. Le Floc’h
Verejnosť dlhé roky poznala robotické obleky iba zo sci-fi filmov. Dnes však inžinieri aktívne menia túto víziu na skutočnosť.
Beztiažový stav vo vesmíre predstavuje pre ľudské telo obrovskú záťaž, lebo svaly a kosti bez vplyvu zemskej gravitácie veľmi rýchlo slabnú. Odborníci preto hľadajú inovatívne spôsoby ochrany zdravia posádky.
Riešenie ponúkajú takzvané exoskelety. Tieto nositeľné zariadenia pomáhajú astronautom pri cvičení aj ovládaní vzdialených robotov.
Vesmírna posilňovňa pre nohy
Americká agentúra NASA spojila sily s ďalšími odbornými inštitútmi. Inžinieri spoločne vyvinuli špeciálny robotický exoskelet s názvom X1. Zariadenie váži približne 26 kilogramov. Používateľ si ho upína na nohy a chrbát. Prístroj disponuje desiatimi kĺbmi pre voľnosť pohybu, z toho štyrmi motorizovanými kĺbmi. Na každom kolene a bedrovom kĺbe sa nachádza jeden. Zvyšných šesť pasívnych kĺbov umožňuje otáčanie alebo ohýbanie chodidla.
Tradičné činky vo vesmíre strácajú hmotnosť a neposkytujú svalom žiadny odpor. Zariadenie X1 preto funguje ako šikovný cvičiaci stroj. Prístroj pomocou motorov vytvára umelý odpor proti pohybu nôh. Astronauti si vďaka tomu udržiavajú fyzickú kondíciu oveľa efektívnejšie. Oblek zároveň odosiela zdravotné údaje lekárom na Zem.
Budúci prieskumníci využijú túto technológiu aj na povrchu iných planét. Planéty majú síce nižšiu gravitáciu, no chôdza v ťažkom skafandri človeka rýchlo unaví. Exoskelet pomocou motorov aktívne pomôže nohám pri každom kroku. Výrazne tak uľahčí presuny a prácu v náročnom teréne.
Projektová inžinierka Shelley Rea predvádza robotický exoskelet X1 určený na cvičenie a rehabilitáciu. Zdroj: NASA/Robert Markowitz
Dotyk na vzdialenosť stoviek kilometrov
Kým NASA rieši pohyb nôh, Európska vesmírna agentúra (ESA) vyvíja ramenné exoskelety. Tieto systémy umožňujú ovládanie vzdialených robotov s nevídanou presnosťou. Odborníci tento dôležitý proces nazývajú haptická teleprezencia. Operátor si nasadí nositeľné zariadenie s hmotnosťou do desiatich kilogramov. Následne pohybuje vlastnými rukami a robot presne kopíruje každý jeho pohyb.
Najväčšou výhodou tohto inovatívneho systému je priamy prenos ľudského hmatu. Človek reálne cíti odpor predmetov, ktorých sa robot práve dotýka. Astronaut na obežnej dráhe Marsu môže takto bezpečne ovládať prácu roverov na povrchu planéty.
Celodenné nosenie takéhoto prístroja by však mohlo operátora unaviť. Inžinieri preto vymysleli veľmi praktické riešenie. Hmotnosť ramenného exoskeletu nenesú ruky, ale priamo ľudský hrudník. Tento špeciálny dizajn zabezpečuje úplnú voľnosť pohybu všetkých ľudských kĺbov.
Ľahký, desaťkilogramový exoskelet umožňuje ovládať robota na vzdialenosť vyše 400 kilometrov. Dáta a hmatová odozva sa prenášajú cez bežnú mobilnú sieť. Zdroj: ESA/A. Le Floc’h
Od mimozemských misií späť na Zem
Vesmírny výskum stále prináša dôležité inovácie pre bežný pozemský život. Poznatky z vývoja vesmírnych exoskeletov pomáhajú napríklad v súčasnej medicíne. Americké zariadenie X1 dokáže spoľahlivo fungovať aj v takzvanom asistenčnom režime. Vtedy motory nekladú nohám odpor, ale priamo im pomáhajú pri pohybe. Tento upravený systém tak dodáva silu ľuďom s paralýzou končatín. Niektorým pacientom to reálne pomôže urobiť prvé kroky v živote.
Európska technológia hmatovej odozvy zase nachádza uplatnenie pri krízových situáciách. Záchranári pošlú robota do nebezpečného prostredia zničenej jadrovej elektrárne. Operátor ho následne ovláda z bezpečia cez bežnú mobilnú sieť. Vďaka priamemu prenosu dotyku operátor jasne cíti, čo robot drží. Záchranár tak napríklad jemne vytiahne zraneného človeka z trosiek. Pri odpratávaní ťažkých kameňov zase použije oveľa väčšiu silu.
Robotické obleky predstavujú kľúčový prvok pre budúcnosť cestovania do vzdialeného vesmíru. Zlepšujú fyzickú zdatnosť posádky a rozširujú možnosti ovládania vzdialenej techniky. Tento fascinujúci pokrok zároveň prináša nové možnosti pre medicínu. Pomôže napríklad pri rehabilitáciách pacientov alebo pri úprave nesprávnych návykov chôdze. Vesmírne technológie tak opäť dokazujú svoj obrovský prínos pre spoločnosť.
(KAM)
