Pool sajandit pärast eksoskelettide alase töö alustamist on selle varustuse esimesed proovid valmis täieõiguslikuks tööks. Lockheed Martin kiitis hiljuti, et tema projekti HULC (Human Universal Load Carrier) ei ole mitte ainult Pentagoniga katsetatud, vaid see on ka seeriatootmiseks valmis. Eksoskelett HULC "hingab nüüd selga" mitmete teiste ettevõtete sarnaste projektide kaudu. Kuid selline disainide rohkus ei olnud alati.
Tegelikult tekkis idee luua mis tahes seade, mida inimene saaks kanda ja tema füüsilisi omadusi oluliselt parandada, juba eelmise sajandi esimesel poolel. Kuid teatud ajani oli see lihtsalt järjekordne arusaam ulmekirjanikest. Praktiliselt rakendatava süsteemi väljatöötamist alustati alles viiekümnendate lõpus. General Electric käivitas USA sõjaväe egiidi all projekti nimega Hardiman. Tehniline ülesanne oli julge: GE eksoskelett pidi võimaldama inimesel töötada kuni poolteist tuhat naela (umbes 680 kilogrammi) kaaluvate koormustega. Kui projekt edukalt lõpule viia, oleks Hardimani eksoskeletonil suured väljavaated. Niisiis kavatses sõjavägi kasutada uut tehnoloogiat relvaseppade töö hõlbustamiseks õhujõududes. Lisaks olid "rivis" tuumateadlased, ehitajad ja paljude teiste tööstusharude esindajad. Kuid isegi kümme aastat pärast programmi algust pole General Electricu insenerid suutnud tõlkida kõike, mis oli välja mõeldud, metalliks. Ehitati mitu prototüüpi, sealhulgas töötav mehaaniline õlg. Hardymeni tohutu küünis oli hüdraulilise jõuallikaga ja tõstis 750 naela koormat (umbes 340 kg). Ühe toimiva "kinda" põhjal oli võimalik luua teine. Kuid disainerid seisid silmitsi teise probleemiga. Eksoskeleti mehaanilised "jalad" ei tahtnud korralikult töötada. Ühe käe ja kahe tugijalaga Hardimani prototüüp kaalus alla 750 kilogrammi, samas kui maksimaalne disainivõimsus oli väiksem kui tema enda kaal. Selle kaalu ja eksoskeleti tsentreerimise iseärasuste tõttu hakkas koormat tõstes kogu konstruktsioon sageli vibreerima, mis tõi kaasa mitu korda ümbermineku. Kibeda irooniaga nimetasid projekti autorid seda nähtust “Püha Vituse mehaaniliseks tantsuks”. Ükskõik kui kõvasti General Electrici disainerid ka ei võitlenud, ei õnnestunud neil joondamise ja vibratsiooniga toime tulla. 70ndate alguses suleti Hardimani projekt.
Järgnevatel aastatel jäi töö eksoskelettide suunas passiivseks. Aeg -ajalt hakkasid nendega tegelema erinevad organisatsioonid, kuid peaaegu alati ei järgnenud soovitud tulemust. Samal ajal ei olnud eksoskeleti loomise eesmärk alati selle sõjaline kasutamine. 70ndatel töötasid Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi töötajad ilma suurema eduta välja selle klassi seadmeid, mis olid mõeldud luu- ja lihaskonna vigastustega puuetega inimeste rehabilitatsiooniks. Kahjuks takistasid tol ajal insenerid ka ülikonna erinevate osade sünkroonimist. Tuleb märkida, et eksoskelettidel on mitmeid iseloomulikke jooni, mis ei muuda nende loomist pisut lihtsamaks. Seega nõuab inimoperaatori füüsiliste võimete märkimisväärne paranemine sobivat energiaallikat. Viimane omakorda suurendab kogu aparaadi mõõtmeid ja tühimassi. Teine takistus seisneb inimese ja eksoskeleti vastasmõjus. Selliste seadmete tööpõhimõte on järgmine: inimene teeb käe või jalaga igasuguseid liigutusi. Tema jäsemetega seotud spetsiaalsed andurid võtavad selle signaali vastu ja edastavad vastava käsu käivituselementidele - hüdraulilised või elektrilised mehhanismid. Samaaegselt käskude andmisega tagavad need samad andurid, et manipulaatorite liikumine vastab operaatori liigutustele. Lisaks liigutuste amplituudide sünkroonimisele seisavad insenerid silmitsi ajastuse probleemiga. Asi on selles, et igal mehaanikul on teatud reaktsiooniaeg. Seetõttu tuleks see minimeerida, et eksoskeleti kasutamine oleks piisavalt mugav. Väikeste, kompaktsete eksoskelettide puhul, millele praegu rõhutatakse, on inimeste ja masinate liikumise sünkroniseerimine erilise prioriteediga. Kuna kompaktne eksoskelett ei võimalda tugipinna jms suurendamist, võivad mehaanikud, kellel pole aega koos inimesega liikuda, kasutamist ebasoodsalt mõjutada. Näiteks võib mehaanilise "jala" enneaegne liigutamine viia selleni, et inimene kaotab lihtsalt tasakaalu ja kukub. Ja see pole kaugeltki kõik probleemid. Ilmselgelt on inimese jalal vähem vabadusastmeid kui käel, rääkimata käest ja sõrmedest.
Sõjaliste eksoskelettide uusim ajalugu sai alguse 2000. Seejärel algatas Ameerika agentuur DARPA EHPA programmi (Exoskeletons for Human Performance Augmentation - Exoskeletons for performance of performance) käivitamise. EHPA programm oli osa suuremast Land Warrior projektist, et luua tuleviku sõduri ilme. 2007. aastal tühistati aga Land Warrior, kuid selle eksoskeleti osa jätkati. EHPA projekti eesmärk oli luua nn. täielik eksoskelett, mis sisaldas võimendeid inimese kätele ja jalgadele. Samal ajal ei olnud vaja relvi ega reservatsioone. DARPA ja Pentagoni eest vastutavad ametnikud teadsid hästi, et praegune olukord eksoskelettide valdkonnas lihtsalt ei võimalda neid varustada lisafunktsioonidega. Seetõttu eeldab EHPA programmi lähteülesanne ainult võimalust, et sõdur kannab eksoskeletis pikaajaliselt umbes 100 kilogrammi raskust koormat ja suurendab selle liikumiskiirust.
Sacros ja Berkeley ülikool (USA) ning Jaapani Cyberdyne Systems avaldasid soovi osaleda uue tehnoloogia väljatöötamises. Programmi algusest on möödunud kaksteist aastat ja selle aja jooksul on osalejate koosseisus tehtud mõningaid muudatusi. Sacros on nüüd saanud Raytheoni kontserni osaks ja ülikooli osakonnast nimega Berkeley Bionics on saanud Lockheed Martini osakond. Ühel või teisel viisil on nüüd kolm EHPA programmi raames loodud eksoskeleti prototüüpi: Lockheed Martin HULC, Cyberdyne HAL ja Raytheon XOS.
Esimene loetletud eksoskelettidest - HULC - ei vasta täielikult DARPA nõuetele. Fakt on see, et 25-kilogrammine konstruktsioon sisaldab ainult seljatoe süsteemi ja mehaanilisi "jalgu". Käetugi pole HULC -s rakendatud. Samal ajal suurenevad HULC operaatori füüsilised võimalused tänu sellele, et seljatoe süsteemi kaudu kandub suurem osa relvade koormusest eksoskeleti jõuelementidele ja lõpuks "läheb" maasse. Tänu rakendatavale süsteemile võib sõdur vedada kuni 90 kilogrammi kaupa ja samal ajal kogeda koormat, mis vastab kõigile armee standarditele. HULC-d toidab liitiumioonaku, mis kestab kuni kaheksa tundi. Ökonoomse režiimi korral võib eksoskeleti inimene kõndida kiirusega 4-5 kilomeetrit tunnis. HULC maksimaalne võimalik kiirus on 17-18 km / h, kuid see süsteemi töörežiim vähendab ühe aku laadimisega oluliselt tööaega. Tulevikus lubab Lockheed Martin varustada HULC kütuseelementidega, mille mahust piisab tööpäevaks. Lisaks lubavad disainerid järgmistes versioonides "robotida" käsi, mis suurendab oluliselt eksoskeleti kasutaja võimalusi.
Raytheon on seni esitanud kaks mõnevõrra sarnast eksoskeletti indeksitega XOS-1 ja XOS-2. Need erinevad kaalu ja suuruse parameetrite ning sellest tulenevalt mitmete praktiliste omaduste poolest. Erinevalt HULC -st on XOS -perekond varustatud käte leevendussüsteemiga. Mõlemad eksoskeletid suudavad tõsta umbes 80-90 kilogrammi oma kaalu. Tähelepanuväärne on see, et mõlema XOS -i disain võimaldab paigaldada mehaanilistele kätele erinevaid manipulaatoreid. Tuleb märkida, et XOS-1 ja XOS-2 tarbivad seni märkimisväärselt energiat. Seetõttu ei ole need veel autonoomsed ja vajavad välist toiteallikat. Seega ei tule kõne alla ka maksimaalne sõidukiirus ja aku kasutusaeg. Kuid Raytheoni sõnul ei ole kaablivõimsuse vajadus takistuseks XOS -i kasutamisele ladudes või sõjaväebaasides, kus on sobiv elektrienergiaallikas.
EHPA programmi kolmas proov on Cyberdyne HAL. Täna on asjakohane HAL-5 versioon. See eksoskelett on mingil määral segu kahest esimesest. Nagu HULC -d, saab seda kasutada iseseisvalt - patareid peavad vastu 2,5-3 tundi. XOS perekonnaga ühendab Cyberdyne Systemsi arendust disaini "täielikkus": see hõlmab tugisüsteeme nii kätele kui jalgadele. HAL-5 kandevõime ei ületa aga paarikümmet kilogrammi. Sarnane olukord on ka selle arengu kiiruseomadustega. Fakt on see, et Jaapani disainerid ei ole keskendunud mitte sõjalisele kasutamisele, vaid puuetega inimeste rehabilitatsioonile. Ilmselgelt ei vaja sellised kasutajad lihtsalt suurt kiirust ega kandevõimet. Seega, kui sõjavägi on HAL-5-st huvitatud oma praeguses seisus, on selle alusel võimalik valmistada uus eksoskelett, mis on teritatud sõjaliseks kasutamiseks.
Kõigist EHPA konkursile esitatud paljulubavate eksoskelettide variantidest on seni ainult HULC jõudnud sõjaväelastega katsetamiseni. Mitmed teiste projektide omadused ei võimalda endiselt välitööd alustada. Septembris saadetakse mitu HULC komplekti osade kaupa, et uurida eksoskeleti omadusi reaalsetes tingimustes. Kui kõik läheb ladusalt, alustatakse suurtootmist aastatel 2014-15.
Vahepeal on teadlastel ja disaineritel paremad kontseptsioonid ja kujundused. Oodatuim uuendus eksoskelettide valdkonnas on robotkindad. Olemasolevad manipulaatorid ei ole veel eriti mugavad käsitsi kasutamiseks mõeldud tööriistade jms esemete kasutamiseks. Pealegi on selliste kinnaste loomine seotud mitmete raskustega. Üldiselt on need sarnased teiste eksoskeleti komplektidega, kuid sel juhul sünkroonivad sünkroonimisprobleeme suure hulga mehaaniliste elementide, inimkäe liikumise iseärasuste jms tõttu. Järgmine samm eksoskelettide arendamisel on neuroelektroonilise liidese loomine. Nüüd juhivad mehaanika liikumist andurid ja servoajamid. Inseneride ja teadlaste jaoks on mugavam kasutada inimese närviimpulsse eemaldavate elektroodidega juhtimissüsteemi. Muuhulgas vähendab selline süsteem mehhanismide reaktsiooniaega ja suurendab kogu eksoskeleti efektiivsust.
Praktilise rakendamise osas on viimase poole sajandi jooksul selle kohta vaated peaaegu muutunud. Sõjaväge peetakse endiselt paljulubavate süsteemide peamiseks kasutajaks. Nad saavad kasutada eksoskelette laadimiseks ja mahalaadimiseks, laskemoona ettevalmistamiseks ning lisaks lahinguolukorras võitlejate võimete suurendamiseks. Tuleb märkida, et eksoskelettide kandevõime on kasulik mitte ainult sõjaväele. Tehnoloogia laialdane kasutamine, mis võimaldab inimesel oluliselt suurendada oma füüsilisi võimeid, võib muuta kogu logistika ja kaubavedu. Näiteks väheneb kauba poolhaagise laadimise aeg tõstukite puudumisel kümneid protsente, mis suurendab kogu transpordisüsteemi efektiivsust. Lõpuks aitavad närvikontrollitud eksoskeletid puuetega inimestel toetada taas täisväärtuslikku elu. Pealegi on neuroelektroonilisele liidesele pandud suured lootused: lülisamba vigastuste korral jne. Vigastuste korral ei pruugi aju signaalid jõuda teatud kehapiirkonda. Kui me need „kinni võtame“närvi kahjustatud piirkonda ja saadame eksoskeleti juhtimissüsteemi, siis ei jää inimene enam ratastooli ega voodisse. Seega võivad sõjalised arengud taas parandada mitte ainult sõjaväelaste elu. Praegu peaks suuri plaane tehes meeles pidama Lockheed Martin HULC eksoskeleti katseoperatsiooni, mis algab alles sügisel. Selle tulemuste põhjal on võimalik hinnata potentsiaalsete kasutajate poolt nii kogu tööstusharu väljavaateid kui ka huvi selle vastu.
