1. Екзоскелет який поважає фізику.

Екзоскелет без надсили і магії.

1. Визначення

У реальній інженерній термінології словом «екзоскелет» називають і пасивні системи, і активні конструкції з приводами. Для цієї рубрики я свідомо звужую визначення.

Екзоскелет — це зовнішня механічна система, яка перенаправляє, перетворює, накопичує й повертає механічну енергію людини та зовнішніх сил, але сама не є істотним джерелом механічної роботи.

У нього може бути електроніка, акумулятор, датчики, клапани, зв’язок із нервовою системою, автоматика й навіть електромотори для перемикання режимів. Але енергія батареї не повинна піднімати вантаж замість людини.

Це і є межа.

Якщо людина натиснула ногою десять разів, накачала гідроакумулятор, а потім система одним повільним ходом підняла вантаж — це екзоскелет.

Якщо людина спускає вантаж, система відбирає частину його потенціальної енергії, накопичує її, а потім повертає — це екзоскелет.

Якщо людина зупинилася під вантажем, механічні замки замкнули силовий контур і тепер конструкція тримає вагу майже без витрати енергії — це екзоскелет.

Але якщо оператор лише ворухнув рукою, а електродвигуни від батареї підняли автомобіль — це вже не те, що я тут називатиму екзоскелетом. Це силовий костюм: фактично робот, усередині якого знаходиться людина.

Тобто різниця не в тому, є батарея чи немає.

Різниця в іншому:

звідки береться механічна енергія, яка виконує роботу?

У нашого екзоскелета вона походить від самої людини, від гравітації, ударів, руху вантажу або від енергії, яку система раніше відібрала й зберегла.

Він не робить людину сильнішою в енергетичному сенсі.

Він робить її механічно ефективнішою.

І саме тут починається цікаве.

2. Як це виглядатиме в книзі

Епізод 1. Під уламками

Спочатку Марко вирішив, що не відчуває лівої руки через удар. Потім спробував ворухнути пальцями й зрозумів, що справа не в руці.

Над ним лежала плита перекриття. Один її край упирався в перекошену металеву стійку, другий сів на силову раму екзоскелета десь між плечем і тазом. Каркас прийняв навантаження на себе й не дав плиті продавити грудну клітку, але разом із нею притиснув Марка до підлоги так щільно, що він міг повернути голову лише на кілька сантиметрів.

У повітрі стояв бетонний пил. Десь за стіною потріскував вогонь, а з розірваної труби через рівні проміжки падала вода. Краплі били по плиті над самим вухом і через металевий каркас віддавалися короткими ударами в тіло.

Марко повільно перевірив себе. Права рука рухалася майже вільно. Праве коліно теж мало хід. Ліва нога залишалася затиснутою, а ліве плече тримала плита.

— Підйом, — сказав він.

Система не сперечалася. У полі зору з’явився жовтий напис:

НЕДОСТАТНЬО НАКОПИЧЕНОЇ ЕНЕРГІЇ.

— Дуже смішно.

На схемі тіла три ділянки світилися червоним: ліве стегно, плечова дуга і нижня частина спинної рами. Замки тримали силовий контур, тому сама плита майже не тиснула на Марка. Проблема була в іншому: конструкція могла витримати вагу, але не мала звідки взяти роботу, щоб цю вагу підняти.

Він обережно підтягнув праву ногу. Ходу було мало — сантиметрів п’ять, не більше. Цього вистачило.

Марко натиснув п’ятою вниз. Усередині вузла тихо чвакнула гідравліка. Ногу довелося повернути назад майже без опору, потім знову натиснути. Рух був короткий, незручний і швидко почав дратувати м’язи, але цифра в кутку дисплея повзла вгору.

4,1 кДж.

4,3.

4,6.

Марко перестав рахувати рухи після третього десятка. Пил липнув до мокрого обличчя, у стегні починало пекти, а повітря під плитою ставало теплим і важким. Через хвилину система вже показувала підвищення температури тіла й пропонувала зменшити навантаження.

— Ще трохи, — сказав він, хоча відповіді не потребував.

П’ята знову пішла вниз. Насос прийняв чергову порцію роботи. Ще раз. І ще.

Коли запас перевалив за шість кілоджоулів, жовтий напис змінився:

6,2 кДж. ПРОГНОЗОВАНИЙ СИЛОВИЙ ХІД: 37 мм.

Марко кілька секунд дивився на цифру. Тридцять сім міліметрів звучали смішно, поки ти не лежиш під кількома тоннами бетону.

— Виконуй. Повільно.

Спочатку нічого не сталося. Потім уздовж правого боку каркаса один за одним замкнулися суглоби. Він відчув це не як рух, а як зміну всього тіла: м’яка конструкція, яка досі підлаштовувалася під нього, перетворилася на жорстку ферму.

Біля плеча зашипів клапан.

Плита рушила.

Не рвонула вгору, як у дешевому бойовику. Вона піднімалася так повільно, що перші секунди Марко бачив зміни лише за шаром пилу, який почав сипатися зі шва. Потім між плитою і плечовою дугою з’явилася тонка чорна щілина.

П’ять міліметрів.

Дванадцять.

Двадцять один.

Марко підтягнув ліву руку. Спочатку вивільнив лікоть, потім плече. Метал десь над головою простогнав, і система одразу знизила швидкість.

— Досить. Стоп.

Гідравліка замовкла. Механічні замки прийняли навантаження, і плита завмерла вже без витрати енергії.

Вона піднялася всього на три з лишком сантиметри.

Але тепер Марко міг рухати обома руками.

Цього було достатньо, щоб почати вибиратися.

Епізод 2. Сто двадцять кілограмів

Контейнер стояв посеред вантажного шлюзу й виглядав так, ніби його спеціально залишили там, щоб перевірити людське терпіння. Низький, широкий, з утопленими транспортними вушками, він важив сто двадцять кілограмів і перекривав половину проходу.

— Ти серйозно це понесеш сама? — запитав Орест.

Лада оцінила відстань до дверей, потім перевела погляд на контейнер.