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L'esoscheletro Raytheon XOS-2. Image credit: Army Technology

Gli esoscheletri e la rivoluzione della fanteria

Miscela strategica – Esoscheletri che permettono di trasportare senza sforzo centinai di chili di equipaggiamento e corazze balistiche simili a quelle dei supereroi. E’ questo il futuro dei soldati di fanteria? Scopriamolo insieme

LA NECESSITÀ DEL “SOLDATO FUTURO” – Dalla seconda Guerra mondiale ad oggi lo sviluppo tecnologico ha compiuto incredibili salti generazionali per la costruzione e l’impiego di mezzi ed armi. Un esempio evidente sono aerei, elicotteri, navi e carri armati, la cui evoluzione li ha portati a diventare sistemi d’arma estremamente sofisticati e letali. Paradossalmente il semplice fante non ha ancora goduto di una vera “rivoluzione” tecnologica, combattendo con strumenti simili a quelli di mezzo secolo fa. Questa situazione è destinata a cambiare con lo sviluppo di equipaggiamenti legati al concetto di guerra “networkcentrica” che imporranno ai fanti – come previsto dai programmi “soldato futuro” – di fare parte di uno “spazio digitalizzato di manovra”, a cui si accompagna la ricerca sugli esoscheletri.

L’obiettivo originario di queste “corazze” esterne è quello di consentire, ai soldati che le avrebbero indossate, il trasporto di pesi gravosi. Bisogna tenere presente, infatti, come sia per esigenze di logistica che di natura tattica, molto spesso i soldati sono costretti a movimentare a mano – senza ausili di “muletti” meccanici o altri strumenti – equipaggiamenti e munizioni di artiglieria. Queste problematiche coinvolgono sia la logistica che la proiezione delle forze combattenti: secondo un rapporto del Pentagono pubblicato nel 2009, oltre 20mila soldati tornati dall’Afghanistan hanno riportato disturbi ortopedici legati ai pesi trasportati nel corso delle operazioni.

Molto spesso, infatti, sia a causa di un ambiente operativo ostile che non consente l’infiltrazione con elicotteri o con mezzi di trasporto terrestri, sia per non “allarmare” il nemico ricorrendo a un avvicinamento furtivo, i soldati devono marciare con un carico aggiuntivo di equipaggiamento che può raggiungere i 60 kg. Pesi del genere possono mettere in difficoltà e causare problemi di salute anche ai fanti in ottimo stato di forma fisica, potendo compromettere la loro risposta al fuoco nemico se ingaggiati.

L'esoscheletro per arti inferiori Hulc di lockheed Martin. Image credit: Lockheed Martin
L’esoscheletro per arti inferiori Hulc di lockheed Martin. Image credit: Lockheed Martin

LE ORIGINI. I primi progetti per la produzione di esoscheletri risalgono agli anni ’60 del secolo scorso e sono stati promossi dagli USA. Il programma HARDIMAN, avviato dalla General Electric nel 1965, era finalizzato a realizzare un esoscheletro in grado di amplificare di ben 25 volte la forza umana. La tecnologia dell’epoca, soprattutto quella informatica, non era in grado di sostenere lo sviluppo di una macchina così avveniristica e per questo motivo fu completato solo un braccio meccanico. Negli anni ’80 venne avviato, senza successo, il progetto PITMAN del Los Alamos National Laboratory, per integrare il potenziamento del carico di trasporto con una protezione balistica. Nella decade successiva, lo US Army Research Laboratory avviò studi, rivelatisi fallimentari, per produrre un esoscheletro da combattimento.

Solo nel 2000, con la maturazione delle tecnologie connesse, il Pentagono ha avviato un programma di ricerca e sviluppo che ha portato all’effettiva costruzione di prototipi promettenti.

Infatti la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), avviò il progetto EHPA (Exoskeletons for Human Performance Augmentation) per permettere ai soldati di trasportare pesi incredibili senza percepirne lo sforzo e mantenendo un elevato grado di mobilità su terreni impervi.

Le due soluzioni vincenti sono state l’esoscheletro antropomorfo XOS (eXOSkeleton), ideato dalla società Sarcos acquistata poi da Raytheon, e il BLEEX (Berkeley Lower Extremity Exoskeleton) dell’Università di Berkeley, la cui evoluzione HULC (Human Universal Load Carrier)è stata acquistata da Lockheed Martin.

Lo XOS è idealeper usi logistici: ingombrante, necessita di molta energia che gli viene fornita da un generatore esterno visto che batterie portatili avrebbero una durata di solo mezz’ora.

Il BLEEX, invece, appositamente ideato per l’uso sul campo di battaglia, è costituito solo da due arti inferiori robotici collegati ad una struttura fissa simile a uno zaino.

L'esoscheletro francese Hercule. Image credit: Ministère de la Défense
L’esoscheletro francese Hercule. Image credit: Ministère de la Défense

DALL’HULC… – Proprio l’evoluzione del BLEEX, l’HULC, è stato ideato per ridurre il costo metabolico dell’organismo nel trasporto di un carico massimo di 100 kg, fatto che avvantaggia oltremodo l’operatore in grado di muoversi senza sentire la fatica e sforzare il sistema cardiovascolare.

Lockheed Martin sta sperimentando nuovi accessori da collegare all’HULC in modo da venire incontro alle specifiche di natura logistica, come il LAD (Lift Assist Device) che facilita la movimentazione di casse e munizioni di artiglieria.

Un altro progetto di grande interesse è l’HERCULE francese, frutto del lavoro sinergico della società Rb3d con la DGA (Direction Générale de l’armement), la scuola di ingegneria ESME Sudria e il dipartimento di robotica del Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives.

L’HERCULE segue la stessa filosofia dell’HULC, essendo composto da due arti inferiori robotici agganciati a una struttura dorsale per il trasporto dell’equipaggiamento. Rispetto alle controparti americane, questo esoscheletro parziale non ha parti idrauliche ma funziona mediante attuatori elettrici. Questa scelta da un latogarantisce maggior sicurezza all’operatore in caso di malfunzionamenti, ma dall’altro determina un consumo energetico maggiore che attualmente inficia le prestazioni assolute dei due arti robotici.

Questa scelta azzardata dei francesi può tradursi però in un vantaggio per futuri miglioramenti, visto che la tecnologia legata agli attuatori elettrici è in via di sviluppo come quella relativa a nuove soluzioni per garantire batterie elettriche prestanti.

Il suggestivo sistema TALOS. Image Credit: U.S. Army
Il suggestivo sistema TALOS. Image Credit: U.S. Army

..ALL’IRON MAN. Il comandante dell’US Special Operations Command (USSOCOM), William McRaven, durante la 25th annual Special Operations and Low-Intensity Conflict Conference svoltasi a Washington dal 10 al 12 febbraio 2014, ha annunciato che entro quest’estate sarà testato il primo prototipo di armatura “Iron Man”, con protezioni da combattimento, sviluppata in base al programma Tactical Assault Light Operator Suit (TALOS).

Il prototipo, fortemente voluto dall’USSOCOM, dovrebbe essere consegnato a giugno di quest’anno per le prime valutazioni mentre la produzione in serie dovrebbe iniziare a partire dal 2018. TALOS è un esoscheletro che integra diverse tecnologie miranti a ridurre l’affaticamento, facilitare il trasporto di pesi (circa 50 kg), proteggere il soldato dai proiettili e facilitare l’individuazione dei bersagli con dispositivi in grado di offrire informazioni in realtà aumentata oltre il proprio campo visivo.

La corazza sarà munita di sensori che permettono di rilevare temperatura corporea, battito cardiaco e livelli d’idratazione del soldato, mentre i sistemi di difesa prevedono l’uso di schiume mediche per evitare emorragie in caso di ferita e un rivestimento con avveniristici fluidi “magnetoreologici” per bloccare o ridurre gli effetti di pallottole e schegge metalliche.

CONCLUSIONI – E’ in corso una vera e propria rivoluzione per i soldati di fanteria i cui effetti pratici saranno individuabili solo al termine dei programmi in corso. Ad oggi le principali limitazioni legate agli esoscheletri, in grado di cambiare radicalmente gli scenari logistici e tattici, riguardano principalmente la forte dipendenza energetica, il peso complessivo e alcune vulnerabilità dei sistemi idraulici impiegati. Superate queste criticità, il fante del futuro avrà a disposizione uno strumento per aumentare considerevolmente la propria sopravvivenza in campo ostile oltre alle proprie capacità offensive.

Francesco Tucci

1 comments
Gaetano Mauro
Gaetano Mauro

 Bellissimo lavoro complimenti!  nel 2031, la fine del nostro programma NEC, 

saranno già cambiate le esigenze logistiche e strategiche per un avanzamento dei teatri operativi, inoltre saranno già cambiate anche le milizie sia alleate che nemiche.  Come può Italia con un esercito così esimio aspettare 16 anni per un ammodernamento?