Экзоскелеты уже применяются для усиления физических возможностей человека, реабилитации и компенсации утраченных двигательных функций. Как пишет The Conversation, их системы управления обычно заранее настраивают под конкретные задачи, однако современные модели становятся более адаптивными. Некоторые устройства анализируют реальные действия пользователя и корректируют поддержку с помощью обучающихся алгоритмов.
Работу таких систем обычно относят к трем основным типам. Первый вариант — усиление мощности, при котором экзоскелет увеличивает силу человека; подобные устройства используют, в частности, в IKEA и на Украине. Второй режим предполагает помощь или сопротивление только при необходимости. Его часто применяют в реабилитации, чтобы пользователь постепенно восстанавливал утраченные возможности.
Третий подход связан с полным роботизированным управлением отдельной частью тела. В этом случае устройство берет на себя контроль движений, что особенно важно для людей с нарушенными двигательными функциями. Например, экзоскелет для нижней части тела может помочь человеку с травмой спинного мозга ходить.
Разные режимы способны сочетаться между собой и изменяться с учетом задачи, окружающей обстановки и потребностей конкретного пользователя. Сегодня большинство экзоскелетов ориентируется на данные датчиков и остается преимущественно механическими системами. В перспективе управление могут передать сигналам мышц или мозга, но для этого, вероятно, потребуются инвазивный интерфейс, то есть соединение с организмом, а также длительная индивидуальная настройка.
Отдельной проблемой остаются источники питания. Аккумуляторы необходимо размещать внутри конструкции и регулярно заряжать, из-за чего увеличиваются ее масса и размеры. При этом энергетическая плотность батарей постепенно растет. Параллельно развиваются мягкие материалы: экзоскелеты создают из текстиля и похожих на резину компонентов, которые можно встраивать в одежду, обувь и защитное снаряжение.
Исследования шагающих экзоскелетов, проводившиеся в 1960-х и 1970-х годах, помогли создать первых человекоподобных двуногих роботов. Теперь развитие гуманоидной робототехники, напротив, ускоряет совершенствование приводов и аккумуляторов для носимых роботизированных систем. Автором материала для The Conversation стал старший преподаватель инженерии здравоохранения, робототехники и мехатроники Королевского колледжа Лондона Илдар Фархатдинов.