![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/f24/a48/dfd/f24a48dfdeb50358d3580aa0f0d8076f.png)
В наше время средства индивидуального транспорта — велосипеды, электросамокаты, гироскутеры, моноколёса и прочее — стали неотъемлемой частью городских улиц и давно уже не воспринимаются как диковинка и чудачество. Все они чрезвычайно повышают мобильность городского населения, однако имеют одно общее слабое место — колеса. Лестницы, бордюры, выбоины в асфальте, не говоря уже о банальном бездорожье, чаще всего становятся для них непреодолимым препятствием или источником травм. Но есть ли альтернатива? Возможно.
Еще в глубокой древности люди додумались искусственно увеличивать длину шага, банально привязав к ноге палку. Да, речь идёт о самых обычных ходулях. Сейчас это воспринимается, скорее, как цирковая забава, однако еще лет сто назад в Европе ими вовсю пользовались пастухи, чтобы поспевать за стадами и дальше видеть, рыбаки, чтобы бить рыбу острогой во время прибоя, да и обычные люди для перехода неглубоких речек и в болотистой местности. Например, в 1891 году французский пекарь Сильвен Дордон отмахал на ходулях от Парижа до Москвы, пройдя почти 3000 км всего за 58 дней.
![Французские пастухи 19 века на картине "Жители Ланды" кисти Жана Луи Жинтрака, 1830. Французские пастухи 19 века на картине "Жители Ланды" кисти Жана Луи Жинтрака, 1830.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/f04/391/db9/f04391db9a36142c16583d75ae609800.png)
Использование ходулей имело несколько преимуществ. Это расширяло поле зрения, позволяя пастухам наблюдать за удалёнными стадами овец. Высокие ходули также помогали преодолевать большее пространство за меньшее время. Да и в наши дни в Южной Америке, Марокко и Бирме применение ходуль при сборе фруктов, покраске, штукатурных работах или монтаже электропроводки — обычное дело.
Но ходули, конечно, никак не подходят для города — пройти в них можно ровно до первого тоннеля, низко висящего провода, гирлянды или рекламной растяжки. Рассмотрим другую конструкцию.
![Иллюстрация изобретения Райнхарта в газете "St Paul Globe" от 10 декабря 1889 года Иллюстрация изобретения Райнхарта в газете "St Paul Globe" от 10 декабря 1889 года](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/6c3/faf/ccb/6c3fafccb07665afee19e130962542d1.png)
В 1889 году некий мистер Айр Райнхарт из Миннеаполиса предложил довольно оригинальный гибрид роликовых коньков и велосипеда. Размещённый на уровне пояса диск с рукоятками предполагалось вращать руками, передавая усилие через серию ременных передач на закреплённые на ступнях колеса. Это позволяло развивать сравнимую с велосипедом скорость на ровной дороге и в то же время давало возможность перешагивать через различные препятствия. Вроде уже лучше — и быстро, и низко. Если предположить, что проблему удержания равновесия удалось бы решить, не привлекая навыки эквилибристики уровня 100 000 лайков на Ютубе. Но снова колёса — как минимум ступеньки становятся проблемой. Ну и потом, ручной привод, это же несовременно, зря что ли человечество придумывало «пламенный мотор»?
Вот точно так же размышляли в апреле 1976 года двое студентов Уфимского авиационного института Виктор Гордеев и Константин Чебыкин, вернувшись с очередных военных сборов. Особенно недобрым словом они поминали марш-броски в армейских кирзовых сапогах — таких тяжёлых, что хоть мотор к ним прикручивай. А собственно, почему бы и нет?
![Сурово, громко, уважаемо Сурово, громко, уважаемо](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/84e/597/7f4/84e5977f4958ac7bf20e104aacea7f6a.png)
Вскоре на выставке «Научно-техническое творчество молодёжи» (НТТМ-76) появился новый экспонат — кирзовые сапоги 43 размера с мотором. Каждый сапог был оснащён двухтактным двигателем внутреннего сгорания. Цилиндры двигателей были расположены по обеим сторонам голенища. Штоки поршней упирались в рессоры, закреплённые на направляющих полках, а те, в свою очередь, были привинчены к опорной платформе на которой располагалась подошва сапога. К пятке сапога крепилась силовая пластина, там же располагался компрессор. Как и всё в то время, эти сапоги предлагалось изготовлять гражданам самостоятельно, о чём говорилось в статьях типа журнала «Техника – молодежи», № 9, 1976 г или «Юный техник. Для умелых рук» за тот же месяц:
![1 и 4. Ремни; 2. Рессора; 3. Выхлопное окно; 5 Цилиндр; 6. поршень; 7. пружина; 8. Золотниковый клапан; 9. Соединительная трубка; 10. Поршень и окна компрессора; 11. пробка топливного бачка; 12. Топливная трубка; 13. Регулировочный винт; 14. Воздушный канал; 15. Компрессор; 16 и 18. Силовые тросики; 17 и 20. Задняя и передняя полки рессоры; 19. Силовая пластина; 21. Опорная платформа; 22. Шток поршня компрессора 1 и 4. Ремни; 2. Рессора; 3. Выхлопное окно; 5 Цилиндр; 6. поршень; 7. пружина; 8. Золотниковый клапан; 9. Соединительная трубка; 10. Поршень и окна компрессора; 11. пробка топливного бачка; 12. Топливная трубка; 13. Регулировочный винт; 14. Воздушный канал; 15. Компрессор; 16 и 18. Силовые тросики; 17 и 20. Задняя и передняя полки рессоры; 19. Силовая пластина; 21. Опорная платформа; 22. Шток поршня компрессора](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/d37/9dd/3be/d379dd3bed070d0db40fd8b5307dbf5e.png)
При наступании подошвой сапога на силовую пластину она с помощью тросиков тянула цилиндры вниз на поршни. Воздушно-топливная смесь, поступавшая из компрессора в цилиндры, самовоспламенялась от сжатия и детонировала. Цилиндры при этом устремлялись вверх и тянули за собой опорную платформу с усилием около 600 кг. Совместная работа поршней и рессор частично гасила ударную нагрузку от толчка. Очень частично. Конструкция в теории позволяла обычному человеку совершать шаги длиной по три метра, затрачивая на 100 таких шагов всего 70 грамм горючего. Были у конструкции и ощутимые недостатки — при работе вся эта машинерия оглушительно гремела, а ударные нагрузки на ноги, да и организм в целом не позволяли бежать в таких «сапогах-скороходах» больше 500 метров.
Конструкция «кирзачей-скороходов» много раз дорабатывалась. В 1983 году конструкторы представили последнюю, четвертую модель УМБ (устройство механизации бега) «Персей», которая уже мало напоминала своего прародителя. Теперь это были уже не сапоги, а скорее те же ходули. Это было вызвано необходимостью смягчить ударные нагрузки и в целом снизить шумность конструкции.
![Один из конструкторов финальной модели УМБ Один из конструкторов финальной модели УМБ](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/d31/4ba/ae3/d314baae38b936c65823c450b775e2cd.png)
Однако эффективных показателей добиться всё же не удалось. Вредное воздействие на организм неподготовленного человека, особенно на коленный сустав, оставалось слишком сильным, вплоть до необратимых осложнений при долгосрочном использовании.
И как же без городской легенды
В 1918 году в Москве ходили истории про банду Ивана Бальгаузена под названием «попрыгунчики». Якобы они использовали ходули и специальную обувь с пружинами, чтобы наскакивать на жертву из засады или легко догонять убегающих. Сложно сказать, что тут правда, а что «городская легенда», но сама банда реально существовала и впоследствии была ликвидирована советской милицией. (Мацкевич И. Мифы преступного мира)
Кстати, по той же причине не прижились популярные лет 5 назад подпружиненные ходули-джамперы. Так называемые «боки» появились в 2000 году и представляли собой по сути рессору с подошвой, закрепляемую на ноге человека. Это они на заглавной картинке, кстати. Боки позволяли совершать двухметровые шаги или полутораметровые прыжки вверх и начали быстро набирать популярность как молодёжный вид спорта. Однако среди обычных горожан они не прижились — перемещение на них требовало ощутимых физических усилий, а долгие прогулки на боках давали опасную нагрузку на суставы. Сейчас их используют только акробатические коллективы и небольшое число спортсменов-энтузиастов.
Бокеры в естественной среде обитания
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c5e/624/a79/c5e624a792011a97e9f7f9cec4fafe4d.jpg)
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/919/946/3e5/9199463e537782eb5efa6170f0a14ff3.jpg)
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/ab5/f91/4f9/ab5f914f9f9c8f67a966132ef662e2d0.jpg)
Однако можно ведь пойти и другим путём. В 1978 году Барт Шулман из Нью-Йорка подошёл к вопросу ускорения ходьбы с другой стороны — от бедра. Его «машина для бега трусцой» представляла собой достаточно простую конструкцию. Закрепленный за спиной двухтактный ДВС мощностью в одну л.с. приводил в движение лопатки, зафиксированные эластичными муфтами на бёдрах бегуна. Процесс движения в итоге напоминал скорее спортивную ходьбу, чем бег трусцой, но результаты оказались неплохими — около 30 км/ч при экономии усилий на ходьбу около 50%. Изобретение, правда, осталось в количестве одного экземпляра — желающих разгуливать с тарахтящим за спиной движком как-то не нашлось.
![Барт со своим изобретением Барт со своим изобретением](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/282/20d/afd/28220dafd61038220edb2042cc71feeb.png)
Но что, если целиком снять нагрузку с ног, задействуя механизацию по всей структуре шага? Можно и так. В 1976 году в Лаборатории Автоматизации и Микроэлектроники Монпелье (Франция) создали действующий прототип экзоскелета для ног. Предназначался он, в первую очередь, для реабилитации людей с травмами ног и позвоночника, а также как перспективный ортез для возвращения способности к передвижению для парализованных. Вокруг пояса, бедра и голени оборачивались тканевые лангеты с воздушными карманами и штифтами. При нагнетании воздуха штифты жестко фиксировались, при сдувании наоборот, выходили из пазов, имитируя напряжение и расслабление мышц. Движение в тазобедренном и коленном суставах имитировалось гидравлическим приводом. Энергопитание шло от внешней сети по проводам.
![Конструкция ортеза Конструкция ортеза](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/d6a/720/453/d6a72045325b7766caccca5f4220f904.png)
Управление ортезом осуществлялось по схеме master-slave — физиотерапевт в парном ортезе совершал движение, а ортез на больном его повторял. В дальнейшем планировалось заменить парный ортез компьютерной программой либо дистанционным управлением.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/a7c/a91/802/a7ca918028c0cc729df30f0ee3955dd1.png)
Похожие проекты продолжают разрабатываться по всему миру. В частности российский проект ЭкзоАтлет, упомянутый в другой хабростатье.
Итак, имея перед глазами историческую перспективу, давайте порассуждаем, могут ли кибернетические «сапоги-скороходы» стать альтернативой самокату и гироскутеру. Несмотря на множество удобств, как уже говорилось, колёсные транспортные средства обладают рядом недостатков. Небольшой диаметр колёс обычно вкупе с маломощным двигателем превращает большинство препятствий на дороге в непреодолимые. Длительные крутые подъемы тоже становятся проблемой. Из-за слабых амортизаторов (или вообще отсутствия таковых) поездка даже по вроде бы гладкому асфальту похожа на покатушки по стиральной доске. В случае технической неисправности или разрядки аккумуляторов вы получаете вместо средства передвижения дополнительный груз, в отдельных случаях довольно тяжелый и неудобный. Наконец, из-за поднятого выше обычного центра тяжести и неустойчивой платформы человек становится очень уязвимым к падению, особенно в случае с моноколесом или гироскутером. В ряде стран вводятся ограничения по возрасту, экипировке и зонам для передвижения на них.
Теперь рассмотрим альтернативу. На мой взгляд, стоит сразу отказаться от устройств, сильно увеличивающих силуэт человека — по понятным причинам. Поэтому ходули и им подобные конструкции мы сразу отметаем. Пока наиболее перспективным видится полноценный экзоскелет ног с гидравлическим или пневматическим приводом и питанием от аккумулятора. То есть это будут не «сапоги», а «штаны-скороходы». В отличие от различных колёсных средств они будут повторять биомеханику движений человека, сохраняя интуитивную координацию и точность движений. Также будет сохранен анатомически привычный центр тяжести, что снизит риск падения при резких поворотах, остановке или ускорении. Подобная конструкция не боится ступенек, бордюров и ям в асфальте (увы, слишком актуально для российских дорог и тротуаров). Более того, с распространением подобных устройств, позволяющих при необходимости совершать прыжки по три метра вперёд или на метр-полтора вверх, может измениться сам городской ландшафт (начинается с малого -- выделенных дорожек и непрерывных трасс для движения на УИМ). Наконец, такое средство передвижения нет нужды парковать при входе в помещение и даже при какой-либо поломке его можно будет компактно уложить в рюкзак или просто продолжить движение на своих двоих, пусть и с некоторой дополнительной нагрузкой (главное, к тому моменту не разучиться ходить в принципе).
Увы, энергопотребление механических ног неизбежно будет выше, чем у аналогичных колёсных средств. Так что тут, как и в случае с множеством других высокотехнологичных изобретений, всё упирается в «чашу Грааля» современной науки — мощный компактный источник энергии. Разумеется, можно приспособить для зарядки аккумулятора компактный бензогенератор, тем более применение линейных ДВС позволяет создать мотор чуть ли не карманного формата. Однако добавлять к городской атмосфере, и без того загрязненной автомобильными выхлопами, еще и выхлопы от пешеходов выглядит не очень удачной идеей.
Изучив все плюсы и минусы городских индивидуальных механизмов, стартап в области робототехники и инженерии из Питтсбурга Shift Robotics представил в 2022 году Moonwalkers -- пару обуви с питанием от батареек, которая, по утверждению разработчиков, может увеличить скорость ходьбы до 250%.
![Идея проста и изящна -- использовать платформы на электрическом ходу, которые крепятся к обуви и ускоряют движение пешехода. Идея проста и изящна -- использовать платформы на электрическом ходу, которые крепятся к обуви и ускоряют движение пешехода.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/b03/d74/e85/b03d74e85a0c4127092bb847e8714c77.png)
Однако скорость скоростью, но большой экономии сил пешехода достичь пока не удалось. Такие дела.
Делитесь в комментариях своими идеями касательно механизированных пешеходов и альтернативного личного транспорта в целом.
Источники
Журнал Юный Техник. Для умелых рук. 1976-09
Отчет кафедры двигателей внутреннего сгорания Уфимского государственного авиационного технического университета, май 1976 г.;
Журнал "Техника Молодежи", сентябрь 1976 и февраль 1983;
Газета "St Paul Globe", Dec 10 1889, перепост cyberneticzoo
U.S. Patent 3993056A, Nov 23, 1976
Газета "Daytona Beach Morning Journal", Dec 15, 1978, перепост cyberneticzoo
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
— 15% на все тарифы VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS