ครึ่งศตวรรษหลังจากการเริ่มทำงานในด้านโครงกระดูกภายนอก ตัวอย่างแรกของอุปกรณ์นี้พร้อมที่จะทำงานอย่างเต็มที่ เมื่อเร็ว ๆ นี้ Lockheed Martin อวดว่าโครงการ HULC (Human Universal Load Carrier) ไม่เพียงได้รับการทดสอบภาคสนามกับเพนตากอนเท่านั้น แต่ยังพร้อมสำหรับการผลิตแบบอนุกรม HULC โครงกระดูกภายนอกตอนนี้ "หายใจเข้าที่ด้านหลัง" โดยโครงการที่คล้ายกันหลายโครงการจากบริษัทอื่น แต่การออกแบบที่มีมากมายเช่นนี้ไม่เสมอไป
ที่จริงแล้วความคิดในการสร้างอุปกรณ์ใด ๆ ที่บุคคลสามารถสวมใส่และปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพของเขาอย่างมีนัยสำคัญปรากฏขึ้นในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งถึงเวลาหนึ่ง มันก็เป็นเพียงอีกความคิดหนึ่งของนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ การพัฒนาระบบที่ใช้งานได้จริงนั้นเริ่มต้นเมื่อปลายทศวรรษที่ห้าสิบเท่านั้น General Electric ภายใต้การอุปถัมภ์ของกองทัพสหรัฐ ได้เปิดตัวโครงการที่เรียกว่า Hardiman งานด้านเทคนิคนั้นกล้าได้กล้าเสีย: โครงกระดูกภายนอกจาก GE ควรจะอนุญาตให้บุคคลดำเนินการกับสิ่งของที่มีน้ำหนักมากถึงหนึ่งและครึ่งพันปอนด์ (ประมาณ 680 กิโลกรัม) หากโครงการเสร็จสมบูรณ์ โครงกระดูกภายนอกของ Hardiman จะมีโอกาสที่ดี ดังนั้นกองทัพจึงตั้งใจที่จะใช้เทคโนโลยีใหม่เพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงานของช่างปืนในกองทัพอากาศ นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ด้านนิวเคลียร์ ผู้สร้าง และตัวแทนของอุตสาหกรรมอื่นๆ จำนวนมากยัง "อยู่ในแนวเดียวกัน" แต่ถึงแม้จะสิบปีหลังจากเริ่มโครงการ วิศวกรของ General Electric ก็ไม่สามารถแปลทุกอย่างที่คิดขึ้นเป็นโลหะได้ มีการสร้างต้นแบบหลายแบบ รวมทั้งแขนกลที่ใช้งานได้ กรงเล็บขนาดใหญ่ของ Hardymen นั้นขับเคลื่อนด้วยระบบไฮดรอลิกและสามารถรับน้ำหนักได้ 750 ปอนด์ (ประมาณ 340 กก.) บนพื้นฐานของ "ถุงมือ" ที่ใช้งานได้หนึ่งอัน มันเป็นไปได้ที่จะสร้างอันที่สอง แต่นักออกแบบประสบปัญหาอื่น "ขา" เชิงกลของโครงกระดูกภายนอกไม่ต้องการทำงานอย่างถูกต้อง เครื่องต้นแบบ Hardiman ที่มีแขนข้างเดียวและขารองรับ 2 ขา มีน้ำหนักไม่เกิน 750 กิโลกรัม ในขณะที่ความจุสูงสุดในการออกแบบนั้นน้อยกว่าน้ำหนักของตัวเอง เนื่องจากน้ำหนักนี้และลักษณะเฉพาะของศูนย์กลางของโครงกระดูกภายนอก เมื่อยกของขึ้น โครงสร้างทั้งหมดมักจะเริ่มสั่น ซึ่งนำไปสู่การพลิกคว่ำหลายครั้ง ผู้เขียนโครงการเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "การเต้นรำแบบกลไกของ St. Vitus" ด้วยการประชดขมขื่น ไม่ว่านักออกแบบของเจเนอรัลอิเล็กทริกจะต่อสู้อย่างหนักเพียงใด พวกเขาไม่สามารถรับมือกับการจัดตำแหน่งและการสั่นสะเทือนได้ ในตอนต้นของยุค 70 โครงการ Hardiman ถูกปิด
ในปีต่อๆ มา การทำงานในทิศทางของโครงกระดูกภายนอกก็หยุดทำงาน บางครั้งองค์กรต่าง ๆ เริ่มจัดการกับพวกเขา แต่ผลลัพธ์ที่ต้องการก็ไม่เป็นไปตามนั้นเกือบทุกครั้ง ในเวลาเดียวกัน จุดประสงค์ของการสร้างโครงกระดูกภายนอกไม่ได้ถูกใช้ในทางการทหารเสมอไป ในยุค 70 พนักงานของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ได้พัฒนาอุปกรณ์ของคลาสนี้ซึ่งออกแบบมาสำหรับการฟื้นฟูสมรรถภาพคนพิการที่มีอาการบาดเจ็บของระบบกล้ามเนื้อและกระดูกโดยไม่ประสบความสำเร็จ น่าเสียดายที่เวลานั้น วิศวกรยังขัดขวางการซิงโครไนซ์ส่วนต่างๆ ของชุด ควรสังเกตว่าโครงกระดูกภายนอกมีคุณลักษณะหลายอย่างที่ไม่ทำให้การสร้างง่ายขึ้นเล็กน้อย ดังนั้น การปรับปรุงที่สำคัญในความสามารถทางกายภาพของผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์จึงต้องการแหล่งพลังงานที่เหมาะสมในทางกลับกันจะเพิ่มขนาดและน้ำหนักตายของอุปกรณ์ทั้งหมด อุปสรรคที่สองอยู่ที่ปฏิสัมพันธ์ของบุคคลและโครงกระดูกภายนอก หลักการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวมีดังนี้บุคคลทำการเคลื่อนไหวด้วยแขนหรือขา เซ็นเซอร์พิเศษที่เกี่ยวข้องกับแขนขาของเขาจะรับสัญญาณนี้และส่งคำสั่งที่เหมาะสมไปยังองค์ประกอบกระตุ้น - กลไกไฮดรอลิกหรือไฟฟ้า พร้อมกันกับการออกคำสั่ง เซ็นเซอร์เดียวกันเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการเคลื่อนไหวของตัวจัดการจะสอดคล้องกับการเคลื่อนไหวของผู้ปฏิบัติงาน นอกเหนือจากการซิงโครไนซ์แอมพลิจูดของการเคลื่อนไหวแล้ว วิศวกรยังต้องเผชิญกับปัญหาเรื่องเวลาอีกด้วย ประเด็นคือช่างทุกคนมีเวลาตอบสนองที่แน่นอน ดังนั้นจึงควรย่อให้เล็กสุดเพื่อความสะดวกเพียงพอในการใช้โครงกระดูกภายนอก ในกรณีของโครงกระดูกภายนอกขนาดเล็กกะทัดรัดซึ่งกำลังถูกเน้นย้ำ การซิงโครไนซ์การเคลื่อนไหวของมนุษย์และเครื่องจักรมีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากโครงกระดูกภายนอกที่มีขนาดกะทัดรัดไม่อนุญาตให้มีการเพิ่มพื้นผิวรองรับ ฯลฯ กลไกที่ไม่มีเวลาเคลื่อนไหวกับบุคคลอาจส่งผลเสียต่อการใช้งาน ตัวอย่างเช่น การเคลื่อนไหวที่ไม่เหมาะสมของ "ขา" เชิงกลอาจนำไปสู่ความจริงที่ว่าบุคคลสูญเสียการทรงตัวและล้มลง และนี่ก็อยู่ไกลจากปัญหาทั้งหมด เห็นได้ชัดว่าขามนุษย์มีองศาอิสระน้อยกว่ามือ ไม่ต้องพูดถึงมือและนิ้ว
ประวัติศาสตร์ใหม่ล่าสุดของโครงกระดูกภายนอกทางทหารเริ่มขึ้นในปี 2543 จากนั้นหน่วยงาน DARPA ของอเมริกาได้เริ่มโครงการ EHPA (Exoskeletons for Human Performance Augmentation - Exoskeletons สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพของมนุษย์) โครงการ EHPA เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Land Warrior ที่ใหญ่ขึ้นเพื่อสร้างรูปลักษณ์ของทหารแห่งอนาคต อย่างไรก็ตาม ในปี 2550 Land Warrior ถูกยกเลิก แต่ส่วนโครงกระดูกภายนอกยังคงดำเนินต่อไป จุดมุ่งหมายของโครงการ EHPA คือการสร้างสิ่งที่เรียกว่า โครงกระดูกภายนอกที่สมบูรณ์ซึ่งรวมถึงแอมพลิฟายเออร์สำหรับแขนและขาของมนุษย์ ในเวลาเดียวกัน ไม่จำเป็นต้องมีอาวุธหรือการจองใดๆ เจ้าหน้าที่ที่รับผิดชอบ DARPA และเพนตากอนทราบดีว่าสถานการณ์ปัจจุบันในด้านโครงกระดูกภายนอกนั้นไม่อนุญาตให้มีการทำงานเพิ่มเติม ดังนั้น เงื่อนไขการอ้างอิงสำหรับโปรแกรม EHPA จึงบอกเป็นนัยถึงความเป็นไปได้ที่ทหารจะบรรทุกสัมภาระที่หนักประมาณ 100 กิโลกรัมในระยะยาวในโครงกระดูกภายนอกซึ่งมีน้ำหนักประมาณ 100 กิโลกรัมและเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่
Sacros และ University of Berkeley (USA) รวมถึงระบบ Cyberdyne ของญี่ปุ่นแสดงความปรารถนาที่จะมีส่วนร่วมในการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ สิบสองปีผ่านไปตั้งแต่เริ่มโปรแกรม และในช่วงเวลานี้ องค์ประกอบของผู้เข้าร่วมมีการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง ตอนนี้ Sacros กลายเป็นส่วนหนึ่งของข้อกังวลของ Raytheon และแผนกหนึ่งของมหาวิทยาลัยชื่อ Berkeley Bionics ได้กลายเป็นแผนกหนึ่งของ Lockheed Martin ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ขณะนี้มีโครงกระดูกภายนอกต้นแบบสามตัวที่สร้างขึ้นภายใต้โปรแกรม EHPA ได้แก่ Lockheed Martin HULC, Cyberdyne HAL และ Raytheon XOS
โครงกระดูกภายนอกกลุ่มแรกที่ระบุไว้ - HULC - ไม่ตรงตามข้อกำหนดของ DARPA อย่างสมบูรณ์ ความจริงก็คือโครงสร้างที่มีน้ำหนัก 25 กิโลกรัมมีเพียงระบบรองรับหลังและ "ขา" เชิงกลเท่านั้น ไม่มีการรองรับมือใน HULC ในเวลาเดียวกัน ความสามารถทางกายภาพของผู้ควบคุม HULC เพิ่มขึ้นเนื่องจากความจริงที่ว่าผ่านระบบรองรับด้านหลัง ภาระส่วนใหญ่บนแขนจะถูกถ่ายโอนไปยังองค์ประกอบแรงของโครงกระดูกภายนอกและ "ไป" ลงสู่พื้นในที่สุด ด้วยระบบที่ปรับใช้ ทหารสามารถบรรทุกสินค้าได้มากถึง 90 กิโลกรัม และในขณะเดียวกันก็พบกับภาระที่ตรงตามมาตรฐานกองทัพบกทั้งหมด HULC ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้งานได้ยาวนานถึงแปดชั่วโมง ในโหมดประหยัด คนในโครงกระดูกภายนอกสามารถเดินด้วยความเร็ว 4-5 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความเร็วสูงสุดที่เป็นไปได้ของ HULC คือ 17-18 กม. / ชม. แต่โหมดการทำงานของระบบนี้ช่วยลดเวลาการทำงานจากการชาร์จแบตเตอรี่เพียงครั้งเดียวในอนาคต Lockheed Martin สัญญาว่าจะติดตั้งเซลล์เชื้อเพลิงให้กับ HULC ซึ่งความจุจะเพียงพอสำหรับการทำงานหนึ่งวัน นอกจากนี้ ในเวอร์ชันต่อๆ มา นักออกแบบสัญญาว่าจะใช้มือ "หุ่นยนต์" ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถของผู้ใช้โครงกระดูกภายนอกได้อย่างมาก
Raytheon ได้นำเสนอ exoskeletons ที่ค่อนข้างคล้ายคลึงกันสองตัวพร้อมดัชนี XOS-1 และ XOS-2 พวกเขาแตกต่างกันในพารามิเตอร์น้ำหนักและขนาดและเป็นผลให้มีลักษณะในทางปฏิบัติหลายประการ XOS ตระกูล XOS ต่างจาก HULC ตรงที่มีระบบผ่อนมือ โครงกระดูกภายนอกทั้งสองนี้สามารถยกน้ำหนักของตัวเองได้ประมาณ 80-90 กิโลกรัม เป็นที่น่าสังเกตว่าการออกแบบ XOS ทั้งสองช่วยให้คุณสามารถติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมต่างๆ บนแขนกลได้ ควรสังเกตว่า XOS-1 และ XOS-2 มีการใช้พลังงานมากจนถึงขณะนี้ ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงยังไม่เป็นอิสระและต้องการแหล่งจ่ายไฟภายนอก ดังนั้น ความเร็วสูงสุดในการเดินทางและอายุการใช้งานแบตเตอรี่จึงไม่เป็นปัญหา แต่ตามความเห็นของ Raytheon ความต้องการสายไฟจะไม่เป็นอุปสรรคต่อการใช้ XOS ในโกดังหรือฐานทัพทหารที่มีแหล่งไฟฟ้าที่เหมาะสม
ตัวอย่างที่สามของโปรแกรม EHPA คือ Cyberdyne HAL วันนี้ เวอร์ชัน HAL-5 มีความเกี่ยวข้อง โครงกระดูกภายนอกนี้เป็นส่วนผสมของสองส่วนแรก เช่นเดียวกับ HULC สามารถใช้งานได้โดยอิสระ - แบตเตอรี่ใช้งานได้ 2.5-3 ชั่วโมง ด้วยตระกูล XOS การพัฒนาของ Cyberdyne Systems นั้นรวมกันเป็น "ความสมบูรณ์" ของการออกแบบ: ซึ่งรวมถึงระบบรองรับสำหรับทั้งแขนและขา อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการบรรทุกของ HAL-5 นั้นไม่เกินสองสามสิบกิโลกรัม สถานการณ์คล้ายกับคุณสมบัติความเร็วของการพัฒนานี้ ความจริงก็คือนักออกแบบชาวญี่ปุ่นไม่ได้มุ่งเน้นไปที่การใช้งานทางทหาร แต่เน้นที่การฟื้นฟูสมรรถภาพผู้พิการ เห็นได้ชัดว่าผู้ใช้ดังกล่าวไม่ต้องการความเร็วสูงหรือความจุในการโหลด ดังนั้น หากกองทัพสนใจ HAL-5 ในสถานะปัจจุบัน ก็เป็นไปได้ที่จะสร้างโครงกระดูกภายนอกใหม่บนพื้นฐานของมัน ลับให้คมขึ้นเพื่อใช้ในกองทัพ
จากตัวเลือกทั้งหมดสำหรับโครงกระดูกภายนอกที่มีแนวโน้มว่าจะส่งเข้าร่วมการแข่งขัน EHPA มีเพียง HULC เท่านั้นที่ผ่านการทดสอบร่วมกับกองทัพ คุณสมบัติหลายประการของโครงการอื่น ๆ ยังไม่อนุญาตให้เริ่มการทดลองใช้งานภาคสนาม ในเดือนกันยายน ชุด HULC หลายชุดจะถูกส่งไปยังชิ้นส่วนต่างๆ เพื่อศึกษาคุณลักษณะของโครงกระดูกภายนอกในสภาพจริง หากทุกอย่างราบรื่น การผลิตขนาดใหญ่จะเริ่มในปี 2557-2558
ในระหว่างนี้ นักวิทยาศาสตร์และนักออกแบบจะมีแนวคิดและการออกแบบที่ดีขึ้น นวัตกรรมที่คาดหวังมากที่สุดในด้านโครงกระดูกภายนอกคือถุงมือหุ่นยนต์ เครื่องมือจัดการที่มีอยู่ยังไม่สะดวกในการใช้เครื่องมือและวัตถุที่คล้ายกันซึ่งมีไว้สำหรับการใช้งานด้วยตนเอง นอกจากนี้การสร้างถุงมือดังกล่าวยังเกี่ยวข้องกับปัญหาหลายประการ โดยทั่วไปแล้ว จะคล้ายกับส่วนประกอบอื่นๆ ของโครงกระดูกภายนอก แต่ในกรณีนี้ ปัญหาการซิงโครไนซ์จะรุนแรงขึ้นด้วยองค์ประกอบทางกลจำนวนมาก คุณลักษณะของการเคลื่อนไหวของมือมนุษย์ ฯลฯ ขั้นตอนต่อไปในการพัฒนาโครงกระดูกภายนอกคือการสร้างส่วนต่อประสานกับระบบประสาท ตอนนี้การเคลื่อนไหวของกลไกถูกควบคุมโดยเซ็นเซอร์และเซอร์โวไดรฟ์ สะดวกกว่าสำหรับวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์คือการใช้ระบบควบคุมที่มีอิเล็กโทรดที่กำจัดแรงกระตุ้นของเส้นประสาทของมนุษย์ เหนือสิ่งอื่นใด ระบบดังกล่าวจะลดเวลาปฏิกิริยาของกลไกและเป็นผลให้เพิ่มประสิทธิภาพของโครงกระดูกภายนอกทั้งหมด
ในแง่ของการใช้งานจริง ในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา มุมมองเกี่ยวกับเรื่องนี้แทบไม่เปลี่ยนแปลง กองทัพยังคงถือว่าเป็นผู้ใช้หลักของระบบที่มีแนวโน้มพวกเขาสามารถใช้โครงกระดูกภายนอกในการบรรทุกและขนถ่าย การเตรียมกระสุน และนอกจากนี้ ในสถานการณ์การต่อสู้ เพื่อเพิ่มขีดความสามารถของนักสู้ ควรสังเกตว่าความสามารถในการบรรทุกของโครงกระดูกภายนอกจะมีประโยชน์ไม่เพียง แต่สำหรับกองทัพเท่านั้น การใช้เทคโนโลยีอย่างกว้างขวางที่ช่วยให้บุคคลเพิ่มความสามารถทางกายภาพของเขาได้อย่างมากสามารถเปลี่ยนโฉมหน้าของการขนส่งและการขนส่งสินค้าทั้งหมด ตัวอย่างเช่น เวลาในการโหลดรถกึ่งพ่วงบรรทุกสินค้าในกรณีที่ไม่มีรถยกจะลดลงหลายสิบเปอร์เซ็นต์ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบขนส่งทั้งหมด ในที่สุด โครงกระดูกภายนอกที่ควบคุมด้วยเส้นประสาทจะช่วยให้ผู้พิการสนับสนุนให้มีชีวิตที่สมบูรณ์อีกครั้ง ยิ่งไปกว่านั้น ความหวังอันยิ่งใหญ่ยังติดอยู่ที่อินเทอร์เฟซของนิวโรอิเล็กทรอนิกส์: ในกรณีที่ได้รับบาดเจ็บที่กระดูกสันหลัง ฯลฯ ในอาการบาดเจ็บ สัญญาณจากสมองอาจไม่ไปถึงส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกาย หากเรา "สกัดกั้น" พวกเขาไปยังบริเวณที่เสียหายของเส้นประสาทแล้วส่งไปยังระบบควบคุมโครงกระดูกภายนอก บุคคลนั้นจะไม่ถูกกักขังอยู่ในรถเข็นหรือเตียงอีกต่อไป ดังนั้น การพัฒนาทางทหารสามารถปรับปรุงชีวิตของทหารไม่เพียงเท่านั้น สำหรับตอนนี้ การวางแผนครั้งใหญ่ คุณควรจำเกี่ยวกับการดำเนินการทดลองของโครงกระดูกภายนอก Lockheed Martin HULC ซึ่งจะเริ่มในฤดูใบไม้ร่วงเท่านั้น จากผลลัพธ์ จะสามารถตัดสินทั้งโอกาสของอุตสาหกรรมทั้งหมดและความสนใจจากผู้ใช้ที่มีศักยภาพ