Мы из будущего: как экзоскелеты становятся новой реальностью05.10.2022 18:03

Мы живем при капитализме, поэтому от каждого человека требуется максимальная отдача.

Те задачи, на которые прежде не обращалось никакого внимания, теперь приходится оптимизировать, чтобы решать их быстрее или меньшими ресурсами. Для этого мы очень активно используем инструменты механизации и вспомогательное оборудование — все, что экономит время и увеличивает возможности сотрудников. То же самое с экзоскелетом: по сути, это расширение потенциала человека для более эффективной работы. Допустим, необходимо поменять 60-килограммовую задвижку на линии тепловода снабжения на высоте 1,3 м, причем в стесненных условиях. Сегодня для этого нужны три человека: два держат задвижку, один меняет болтовые соединения; на все уходит минимум 3 мин. 28 с. С экзоскелетом для такой работы достаточно одного сотрудника, хотя он потратит на 20 с больше. Освободившиеся люди в это время могут работать где-то еще, ведь любому дорогостоящему оборудованию ремонт требуется постоянно.

В 2017 году мы приняли участие в одном из инновационных проектов «норникеля» — внедрении экзоскелетов на промышленном производстве.

Ученым с кафедры механики, мехатроники и робототехники ЮЗГУ в Курске было передано техническое задание, и через некоторое время нам отправили первый опытный образец. Тогда компания провела отбор специалистов для проведения испытаний системы — людей, которые, как говорится, «ходят по земле». В эту команду попал и я — думаю, что не зря. Большинство коллег, увидев присланный образец, решили, что это ужас: к нему даже приближаться страшно, не то что на себя надевать. Я же сразу заинтересовался темой: да, агрегат пока неудобный и опасный, но давайте доведем его до ума. Вы, ученые, теоретики, — и мы, практики, инженеры, рабочие. Ну и пошло-поехало. На сегодняшний день существует уже семь версий экзоскелета, и каждая из них — это определенный этап разработки, которая длилась почти четыре года. В итоге ученые создали уникальную систему, простую и надежную, а наша команда в «Норильсктрансремонте» проводила испытания.

Создатели экзоскелета не в состоянии учесть все негативные факторы, с которыми можно столкнуться на реальном производстве, тем более на крайнем севере.

Это и экстремально низкие температуры, и движение по сложной неустойчивой поверхности, и стесненные условия, в которых часто приходится работать. Именно поэтому Норильск, я думаю, подходит для испытаний такого оборудования лучше любого другого места.

Приведу пример из жизни. В экзоскелете есть дополнительная лебедка, которая приводится в действие электродвигателем. Поначалу разработчики не учли электромагнитные воздействия, и, когда мы начали тестирование рядом с электропечами, микросхемы, конечно, не выдержали. То же касается воды. Все эти проблемы мы выявили, решили и на выходе получили стопроцентно эффективный агрегат с защитой от электромагнитных полей и влаги. Вся система (не считая лебедки) механизирована, в самом экзоскелете нет ни одного электропривода.

Или другой пример: при изготовлении набедренных элементов, которые поддерживают спину, в экзоскелете сначала использовали пневматику, накачивая ее сжатым воздухом. Но когда попробовали работать при экстремально низких температурах, до –40 °С, образовался конденсат — и сегмент конструкции пришел в негодность. Если бы это были не испытания, а реальная задача, то человек в экзоскелете получил бы травму. В итоге в проект внесли изменения.

Сначала нам предложили просто «немножко поработать» в нем.

Но ученые не представляют, что это значит на практике. Как мы должны работать? Что именно следует делать в экзоскелете? При создании нового оборудования нужно ясно понимать, где и каким образом оно будет использоваться. Поэтому мы сами придумали набор тестов — действий и операций, которые постоянно встречаются на производстве: статическое удержание и перемещение грузов, проведение ремонта с заменой агрегатов и деталей и т.д., причем в разных условиях.

Погрузившись в тему, мы начали постепенно разбираться в том, что происходит в области экзоскелетов в мире, прежде всего в Японии и Западной Европе.

И обнаружили, что зарубежные модели похожи скорее на яркие конфетки, чем на реальное оборудование для тяжелой промышленности. Они совершенно не отвечают потребностям производства, тем более российского. Вспоминается один японский экзоскелет, напичканный электроприводами и рассчитанный на подъем 15 кг груза. Да у нас в цехе любой рабочий поднимет 25 кг, не напрягаясь. Зачем ему эта сложная и дорогая конструкция?…

Кроме того, наши изделия в разы дешевле. За рубежом один узел верхних или нижних конечностей может стоить пару десятков тысяч евро. Это не значит, что у нас все совсем просто и нетехнологично. Промышленные дизайнеры нашпиговали российский экзоскелет разными умными штуками. Например, если груз превышает положенные 65 кг, лебедка отключится автоматически. Газоанализатор и датчики освещенности контролируют состояние окружающей среды, в случае опасности сработает световая сигнализация. Есть даже принудительное удаленное управление: оператор может подсоединиться к устройству со своего планшета и с помощью встроенных видеокамер посмотреть, что делает сотрудник. И если заметит экстренную ситуацию, вправе отключить экзоскелет.

Мы заметили интересную особенность: чем позитивнее настроен человек, тем проще ему работать в экзоскелете.

И наоборот, у сотрудника, который изначально относится к такой технологии отрицательно, ничего не получится. Они не будут «чувствовать» друг друга: человек движется в одну сторону, а вся конструкция — в другую… Этому можно научиться, но сперва нужно быть готовым к взаимодействию с машиной. Сейчас мы уже разработали программу подготовки специалистов, практическое обучение новой профессии — «оператор промышленных экзоскелетов».

Думаю, с экзоскелетом будет так же, как с аккумуляторной техникой. Когда она только появилась в Норильске, все говорили, мол, зачем это нужно, и без нее можно справиться… А сейчас такие инструменты есть у каждого. Да, наше общество достаточно консервативно, новые решения сходу обычно отвергаются, но тут главное — людей научить. Показать, что без современных решений производство быстро станет неконкурентоспособным.