Polygon

Future is Powered – Exoskelety jako budoucnost války

Štítky:

Již od počátků organizovaného násilí se armády vždy snažily o to, aby byl jejich voják lepší než ten soupeřův. Z počátku se o to měly postarat základní věci, jako dobrá strava a lepší výcvik. Následně přišly čím dál tím pokročilejší zbraně a zbroje. Jenže co dělat, když je dosaženo vrcholu lidských možností? Jak získat přesilu nad protivníkem v takové situaci? Je třeba být více než člověk. Tohoto se snažil dosáhnout nejeden vojevůdce mnoha různými způsoby. Příklady toho, kdy lidé stimulovaní drogami překonávali to, co bylo považováno za možné, jako například sekta Asasínů, kterou lze datovat do 12. století, ale i případy v minulosti mnohem bližší, jako Druhá světová válka či Vietnam. Tyto postupy však nebyly nikdy zcela úspěšné, a především dlouhodobě a masově aplikovatelné. Na počátku 21. století jsou ovšem kladeny na vojáky takové nároky, že nadlidské výkony nejsou pouhou výhodou, ale přímo vyžadovanou nutností. Dnes jsme však také poprvé tak technologicky dostatečně pokročilí a jsme schopní tohoto efektivně dosáhnout. Tento článek představí technologii, která je sice dnes ještě vzdálena masovému nasazení, ale jejíž základy už jsou pevně položeny, a prototypy se dostávají do finálních fází – Exoskelety. Tento článek ve dvou částech přiblíží technologii, principy a problematiku exoskeletů, a v druhé následně ukáže jednotlivé prototypy, které klepou na dveře.

Exoskolet

Exoskelet neboli vnější kostra, je, jak už název napovídá, externí konstrukce okolo těla nositele. Tato konstrukce slouží k tomu, aby podepírala nositele, zesilovala jeho pohyby, a jinak vylepšovala jeho fyzické schopnosti. Ať už se jedná o nosnost, fyzickou sílu, rychlost běhu, vzdálenost doskoku, ale eventuálně i přesnost střelby, tlumení dopadu při seskoku, či možnost vojáka nést výrazně těžší zbraně. Exoskelet ovšem nepokrývá výraznou část povrchu těla, a ani se nesnaží poskytnout nějakou fyzickou ochranu.

US_Army_powered_armor
Vize vojáka budoucnosti z roku 2007(zdroj: wikimedia).

 K tomu slouží až jeho logická evoluce, exoskelet kombinovaný s balistickou ochranou. V okamžiku kdy exoskelet nabízí nositeli větší nosnost, tak nemusí sloužit jen k nošení výbavy, ale i přidání dodatečných ochranných prvků. V science fiction literatuře je tento vývojový směr označován jako power armor. První exempláře, které bude na bojištích budoucnosti možné potkat, nebudou natolik rozdílné od dnešní balistické ochrany, jen umožní vojákovi nosit této ochrany více. Budoucnost tohoto konceptu však může dojít k výrazně dramatičtějším výsledkům. Za předpokladu skutečně výkonného exoskeletu lze totiž uvažovat o nainstalování výrazně většího množství ochranných prvků, a místo balistické ochrany na bázi dnešních balistických vest (kevlar/ocel) aplikovat pancíř bližší tomu, který nalezneme na vozidlech. Takový exoskelet by představoval pomyslný vrchol této technologie, kdy v sobě snoubí odolnost a palebnou sílu vozidla a mobilitu s (přibližnými) rozměry pěšáka. Je však nutno dodat že tomuto jsou i dnešní průkopníci v této technologii, Spojené státy, ještě hodně vzdáleny.

Historie a popkultura

Technologie exoskeletů a power armoru je poměrně unikátní v tom že se nezrodila na rýsovacích prknech, ale právě v hlavách autorů vědeckofantastických románů, konkrétně Roberta A. Heinleina. Tento autor vojensky tematizovaných novel v roce 1959 publikoval svoje dílo Hvězdná pěchota. Kniha popisuje mezihvězdnou válku lidské federace, a Arachnidů, rasy mimozemských inteligentních brouků, kteří přečíslují lidské protagonisty v řádech stovek ku jedné. Aby lidé kompenzovali tuto nevýhodu, mobilní pěchota je vybavena obleky Marauder, masivními power armory, které jim umožňují bojovat i s takto obrovskou přesilou. Tento koncept samozřejmě velmi učaroval americké generalitě, a v 60. letech tak začal experimentální projekt Hardiman.

 

hardiman
Projekt Hardiman. Jeho neohrabanost je poměrně zřetelná (zdroj: popular mechanics).

Tento projekt ovšem pracoval s hydraulickou konstrukcí, která se ukázala pro efektivní nasazení jako příliš těžká, pomalá a nemotorná. Proto byl projekt ukončen. Vojenské nasazení exoskeletů tak šlo k ledu. Zatím si tato myšlenka žila vlastním životem na půdě fikce. Kromě samotné knihy Hvězdná pěchota, která je dodnes bestsellerem, a doporučenou četbou amerických ozbrojených složek, se o masivní rozšíření myšlenky do povědomí lidí zasadila figurková hra Warhammer 40,000 a komixy o Iron Manovi od nakladatelství Marvel.

Možnost reálného nasazení se objevila až v 90. letech s miniaturizací a pokrokem na polích robotiky. Díky těmto vymoženostem se naskytla reálná možnost vytvořit exoskelet na elektronické bázi, s elektrickými servomotory, ale hlavně a především s počítači, které jsou v reálném čase schopny vyhodnocovat pohyby nositele, a plynule posilovat jeho pohyby, tak aby nositel nemusel s exoskeletem zápasit, aby mu dal najevo, jak se má pohnout. Voják v exoskeletu by tak neměl být ochuzen o nic ze své motoriky. Takovéto experimentální exoskelety se začali tvořit v laboratořích DARPA již v devadesátých letech, dnes jsou již prakticky funkční, a první testy v terénu ve službách amerických ozbrojených složek se předpokládají do roku 2020.

K čemu je to dobré?

Dnešní voják většinou nevyužívá veškeré možnosti ochrany, které jsou k dispozici. Kvůli její váze a nepraktičnosti se dnešní voják spoléhá primárně pouze na helmu a ochranu torsa. Ačkoliv existuje výrazně víc možností ochrany, jako těžké helmy, celotělová balistická ochrana, či balistický štít, kvůli jejich váze a limitacím používán armádami pouze v omezených případech a spíše spadá zásahovým jednotkám policie. Zásahové jednotky operují z bezpečného zázemí, a krátkou dobu. Policie při operacích, které vyžadují zásahové týmy, prvně zpravidla obklíčí budovu, zajistí perimetr, a po důkladné přípravě mohou začít operovat zásahová komanda, která provedou krátký bleskový útok, a následně se vrátí do bezpečného zázemí. To je luxus, který armádě není ve většině případů dopřán.

spetz naz
Specnaz se štítem a balistickými helmami(zdroj: spetsnaz.su).

V období po konci Vietnamské války lze vidět zásadní posun v koncepci pěšího vojáka, primárně, ale nejen v zemích NATO. Zatímco Vietnamskou válku ještě vedli hromadně verbovaní branci, ozbrojení pouze základní zbraní a s jedinou ochranou ve formě ocelové helmy, zkušenosti Vietnamu, a pokroky v miniaturizaci elektroniky, zrodily úplně novou pěchotu pro 21. století. V konfliktech v Iráku a Afghánistánu na přelomu tisíciletí válčili na straně západních spojenců úplně jiní pěšáci, než před dvaceti – třiceti lety ve Vietnamu. Profesionální vojáci, vybaveni neprůstřelnými vestami, noktovizory, připojením na internet a GPS navigací. Západní země paktu NATO prodělaly velkou konverzi z kvantity na kvalitu, která zasáhla mnoho dalších odvětví, ale nejviditelněji se dotkla právě pěchoty.

Důvod, proč je tohle všechno důležité pro exoskelety, je až krásně prostý: Všechny ty moderní vymoženosti se lidově řečeno pronesou. To se rovněž bolestně ukázalo při konfliktech na blízkém východě, kdy hornatý terén Afghánistánu vyžadoval dlouhé pěší patroly v náročném terénu, ve kterém se lehce vybavení ozbrojenci Talibanu dokázali pohybovat výrazně lépe. Standardní výbava amerického vojáka dnes váži i se zbraní okolo 30kg. Taková zátěž se pohybuje na hranici lidských možností, má-li být zachována dlouhodobá schopnost vojáka fungovat v terénu. To je rovněž onen důvod, proč má voják méně balistické ochrany než zásahové jednotky. Při této zátěži, a pro zachování mobility, je standardní výbavou vojáka pouze vesta s prvky balistické ochrany, chránící vrchní torzo a helma.

To byl primární impuls k zahájení vývoje dnešních exoskeletů. Konkrétním případem, který jejich vývoj akceleroval, a stál za zrozením bojového kompletu TALOS, byl podle Generála Joe Votela ze SOCOM blíže neurčený incident, který se odehrál v Afghánistánu. Jednotka operátorů prorazila do nepřátelského objektu, přičemž první z jednotky, který vyrazil dveře a vstoupil do objektu, by vystaven nepřátelské palbě a smrtelně raněn, dřív než jeho kolegové stihli vstoupit do objektu za ním. To byl dle generála okamžik, kdy se začalo v zázemí velení přemýšlet nad tím, co a jak udělat, aby byl operátor, který jde první, lépe chráněn. Řešením by měl být právě exoskelet, který umožní nést vojákovi výrazně lepší ochranu, a přežít i v takto exponované situaci jako je průnik do budovy.

A v čem je háček?

Technologie exoskeletů se však musí potýkat s řadou problémů. Jedná se totiž o velmi komplexní zařízení. Exoskelet je řízen celou sadou počítačů. Tyto počítače, stejně jako servomotory a klouby, musí být maximálně odolné, a být schopny ustát vše čím dnešní voják prochází: Písek, voda, bahno, prudké změny teplot, nárazy, okolní exploze a mnoho dalších externích vlivů. Tyto počítače rovněž musí fungovat bezchybně. Pokud by snímaly pohyby nositele špatně, mohl by exoskelet vážně zranit svého nositele, nebo přinejmenším narušit jeho motoriku. Dalším riziko spadá spíše do výše zmíněné sci-fi literatury, ale vzhledem k aktuálním doloženým případům, kdy byl nahackován dron, jej není zcela možné vyloučit – pokud by někdo dokázal získat na dálku kontrolu nad vojákovým exoskeletem, mohl by jej efektivně paralyzovat, zranit. Exoskelet rovněž představuje problém v otázce mobility. Ačkoliv ze své podstaty exoskelet pohyblivost vojáka zvyšuje, představuje problém se svými rozměry. Exoskelet je poměrně rozměrné zařízení, které zvětšuje siluetu nositele. To není problém jen z důvodů viditelnosti, ale především právě mobility. Člověk takové zařízení obtížně vnímá, neuvědomuje si jeho přesah, a může díky tomu neblaze komplikovat pohyblivost například v budovách. Toto lze z lidské stránky samozřejmě kompenzovat tréningem, ale pořád se jedná o významnou komplikaci, obzvlášť v boji s nepřáteli, kteří vynikají svou lehkostí a mobilitou.

LS3-AlphaDog_web
Robotický pes od společnosti Boston Dynamics (zdroj: Boston Dynamics).

Obavy panují i z psychologického dopadu. Představa vojáka v robotickém brnění s nadlidskou silou bude jistě působit děsivě, obzvlášť v zemích technologicky zaostalých. V boji je to samozřejmě výhodou, ale v případě spolupráce s civilisty, která se ukázala při angažmá v Afghánistánu nezbytnou, může být dvojsečnou zbraní. Tím největším problémem, na které ovšem dnešní exoskelety naráží, je výrazně prostší – zdroj energie. Dnešní technologie baterií přestávají stačit požadavkům doby, což je věc, kterou můžeme všichni pozorovat i v civilním životě. Výrazný a tolik potřebný pokrok technologii baterií se nedostavuje, a zrovna pro technologii exoskeletů představuje zdroj energie obzvlášť významný problém. Pěšák si ze své podstaty nemůže dovolit naftový agregát ze stejných důvodů, na kterých ztroskotal robotický pes od Google/Boston Dynamics. Dnešní exoskelety americké DARPA jsou už podle dostupných informací funkční, ale selhávají na faktu, že jsou schopny fungovat maximálně v řádu několika málo hodin. Exoskelety, a obzvlášť ty vybavené balistickou ochranou navíc, jsou na zdroj energie extrémně choulostivé. V okamžiku kdy člověk nese více než by byl schopen bez exoskeletu unést, znamená ztráta energie obrovský problém.  To se nevztahuje pouze ke ztrátě napájení, ale i fatálnímu poškození zařízení. Mohla by se tak opakovat biblická zkušenost Davida a Goliáše, kdy výrazně slabší nepřítel, poškozením zdroje energie nebo servomotorů uvězní vojáka v jeho mohutné zbroji. Z dnes dostupných dat není jasné, jak komplet TALOS připravovaný na rok 2018 tyto problémy řeší. Je však možné spekulovat. Ve vyjádření k incidentu a Afghánistánu lze totiž vypozorovat jednu zajímavou skutečnost: V spojitosti s ním se mluví pouze o jednom vojákovy z jednotky, o tom, který jako první vstupuje do nepřátelského objektu nebo na jiné nebezpečné území. Toto dává jedno potencionální vysvětlení řešení energetického problému: Obrněným exoskeletem bude vybaven jen jeden člen jednotky, a ostatní mu ponesou náhradní baterie, výměnou za to, že bude podstupovat hlavní riziko při bojových operacích.


V druhé části si představíme jednotlivé exoskelety, které již je dnes možno potkat na cvičištích, nebo dokonce již v civilním životě.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *