Rex Bionics to w pewnym sensie robot na ciele człowieka. Obejmy w biodrach i na nogach pomagają normalnie funkcjonować tym, którzy mają problemy z chodzeniem. Ale robot pomaga nie tylko spacerować, schylać się i siadać, ale także chodzić po schodach i podnosić ciężary. Sterowanie „nogami” odbywa się za pośrednictwem dżojstika. Rex Bionics od kilku tygodni jest już w sprzedaży. Kosztuje sporo, bo 150 tys. dolarów (420 tys. zł). Ale to dopiero pierwsze tego typu urządzenie na rynku. Następne będą na pewno tańsze. I pewnie jeszcze lepiej niż pierwszy model będą udawały zdrowe nogi.
Rex Bionics umożliwia w zasadzie normalne życie osobie, która jeszcze niedawno była sparaliżowana. Dzięki niemu może ona pracować (także na stojąco), udzielać się towarzysko i nie ma problemów zdrowotnych, jakie wiążą się z ciągłym siedzeniem na wózku czy leżeniem w łóżku. Producent zewnętrznego szkieletu zapewnia, że urządzenie jest za każdym razem dostosowywane do postury osoby, która będzie w nie ubrana.

Wspomaganie w kombinezonie
Urządzenia typu Rex Bionics są dzisiaj coraz chętniej budowane. Nie tylko z myślą o niepełnosprawnych. Pomoc poszkodowanym przez los to margines, bo w egzoszkielety inwestuje głównie wojsko. Wyobraźmy sobie robota, który wyręcza żołnierza w pracach wysiłkowych, takich jak np. rozładunek wojskowej ciężarówki. Stworzenie takiego urządzenia nie jest żadnym problemem. Trzeba zbudować coś, co będzie chwytało ładunek (np. skrzynie), następnie stworzyć miejsce, w którym te skrzynie będą układane (np. magazyn). Przygotowana musi być także droga między ciężarówką a magazynem. Najłatwiej byłoby zbudować jakieś szyny, bo roboty nie potrafią dobrze poruszać się po nierównym gruncie.

Do sprawnego funkcjonowania potrzebne jest oprogramowanie, bo inaczej robot nie będzie wiedział, co ma robić. To wszystko? Nie, to dopiero początek. Skrzynie w ciężarówce mogą być ułożone na wiele różnych sposobów i mogą mieć różną wielkość. Robot musi to wiedzieć. Chyba że zainstalujemy mu kamery i oprogramowanie potrafiące rozpoznać „cel”. Kłopotem może być też to, że działania wojenne odbywają się często w miejscach, w których nie ma odpowiedniej infrastruktury. Rozłożenie szyn czy prowadnic może być kłopotliwe. Niektóre problemy można obejść, nie tyle tworząc zaprogramowanego do konkretnej pracy robota, ile robota sterowanego przez człowieka. Urządzenie zdalne, które będzie robiło wszystko, co obsługujący panel sterowania każe.

A gdyby tak nie robić panelu zdalnego sterowania, tylko w robota ubrać człowieka? A właściwie robotem człowieka obudować? Pomysł jest genialny. Autonomiczny robot jest dla konstruktorów dużym problemem. Robot, który wspomaga człowieka, stanowi mniejsze wyzwanie. I jest dużo bardziej praktyczny. Maszyna musi być zaprojektowana do konkretnej czynności. Im więcej czynności, tym trudniej przewidzieć wszystkie sytuacje niespodziewane. Gdy panem sytuacji pozostaje człowiek, prawie w ogóle nie trzeba się tym martwić. Ten sam robot, albo raczej wspomagający żołnierza kombinezon, może rozładowywać skrzynie z pociskami i pomagać maszerującemu nieść ciężki ekwipunek. Przy okazji chroni żołnierza przed uderzeniem, np. w czasie upadku i pomaga mu zachować lepszą stabilność, np. podczas celowania.

Czujniki robią krok
Egzoszkielet to system stawów, mięśni i kości. Tyle tyko że są one wykonane z materiałów znacznie bardziej odpornych niż te naturalne. Poza tym są „na zewnątrz” człowieka, a nie w jego środku (jak endoszkielet). Ewolucja organizmów żywych nie wybrała jednoznacznie, które rozwiązanie jest bardziej korzystne. Niektóre zwierzęta mają szkielety wewnątrz ciała (np. ssaki czy ptaki), inne na zewnątrz (np. owady). Są i takie, które część szkieletu mają wewnątrz, a część na zewnątrz. Niezależnie jednak od przyjętego rozwiązania, podstawowa funkcja szkieletu jest zawsze taka sama. Jest on rusztowaniem dla całego organizmu. To na nim zawieszone są mięśnie i – pośrednio – organy wewnętrzne. Dla egzoszkieletu mięśniami są elektryczne silniczki i dźwignie hydrauliczne. Układem nerwowym są przewody, czujniki i komputer. Układem pokarmowym jest układ zasilania. Co trzeba podkreślić, konstruowane urządzenia nie są czymś autonomicznym. Są raczej wspomagającym człowieka cieniem niż doradcą czy pomocnikiem. Jak to działa?

Ramiona, korpus i nogi egzoszkieletu naszpikowane są czujnikami, które przekazują do komputera pokładowego informację o ruchach człowieka. Najlepiej przeanalizować to na konkretnym przykładzie. Żołnierz ubrany w egzoszkielet ma za zadanie podnieść ciężką skrzynię. Podchodzi do niej, chwyta i próbuje unieść. Tym samym uaktywnia odpowiednie czujniki, te przesyłają informację do komputera, a ten – jak mózg u człowieka – uruchamia odpowiednie dźwignie i silniczki. W efekcie niewielki ruch ręką ku górze (z zamiarem podniesienia ładunku) skutkuje przejęciem inicjatywy przez ramię robota. Człowiek wyraża zamiar zrobienia czegoś, a egzoszkielet to robi.

Jego ramię może poruszać się oczywiście nie tylko w płaszczyźnie góra–dół, ale – dzięki przegubom – we wszystkich płaszczyznach, w których porusza się ludzka ręka. Za chwilę ten sam żołnierz być może będzie musiał machać bardzo ciężkim młotem czy – to dotyczy raczej dolnej partii „mięśni” robota – przenosić na duże odległości ekwipunek. W tym ostatnim przypadku, o tym, kiedy zrobić krok, decyduje człowiek, ruszając nogą. Ale kolejne kroki stawia robot dzięki zainstalowanym wokół nóg człowieka czujnikom. Nieznaczny ruch ludzkiej nogi do przodu jest wystarczającą dla komputera pokładowego informacją, że „noga” robota ma zrobić krok.

Co z tego będzie?
Egzoszkielet może okrywać całego człowieka, ale wtedy, choć jest najbardziej uniwersalny, jest też najbardziej skomplikowany, najdroższy i najcięższy. Może też przejąć odpowiedzialność za niektóre partie mięśni, które w wyniku jakiejś konkretnej czynności będą narażone na szczególny wysiłek. Gdy od żołnierza wymaga się przemaszerowania bardzo dużego dystansu, wystarczy mu wspomaganie nóg, a już ramion niekoniecznie. Ale gdy w wojskach inżynieryjnych trzeba szybko wyładować, przenieść i rozpakować ciężkie skrzynie ze sprzętem, przyda się i wspomaganie mięśni górnej części ciała. Chodzi o to, by żołnierzy oszczędzać. Zdarza się też, że gdy działania wojenne prowadzone są wysoko w górach (np. w Afganistanie), uboższe w tlen środowisko powoduje szybsze zmęczenie organizmu.

Amerykańska firma Berkeley Bionics opracowała sztuczne nogi żołnierza. Ten praktycznie nie męczy się, nawet niosąc ważący 50 kg ekwipunek przez wiele kilometrów. Co z zasilaniem? To dzisiaj jedyny słaby punkt egzoszkieletów. Raz naładowane baterie litowe wytrzymują zaledwie kilkadziesiąt minut. To za mało, by ruszać do boju, by nosić rannych, dźwigać czy ciągnąć ciężary. Ale wystarczająco dużo, by w pobliżu elektrycznych gniazdek, gdzieś w bazie rozładować transport czy pomóc w naprawie ciężkiego sprzętu. Ważąca 75 kg zbroja aż 20-krotnie zwiększa siłę ubranego w nią człowieka. Wracając do zasilania, wojskowi inżynierowie chcą, by baterie egzoszkieletów umożliwiały im działanie przynajmniej przez jedną dobę. A gdy to się uda, gdy armia będzie już miała działające egzoszkielety, upubliczni wyniki swoich badań. Wtedy trafią one do strażaków, pracowników fizycznych (np. w fabrykach czy gospodarstwach rolnych), a przede wszystkim do osób, które są sparaliżowane.