未来の兵士は皆、射撃の名手になるかもしれない。弾丸がますます高性能化するだけでなく、米陸軍は兵士の射撃腕を自動的かつ楽に安定させる外骨格を開発している。
もちろん、市場には照準を改善するためのローテクのガンレストやその他の市販のデバイスがありますが、新しい銃照準安定化モバイルアーム外骨格 (MAXFAS) は、さらに高度なテクノロジーをこのプロセスに導入することを目指しており、わずかな腕の震えもアクティブに感知して打ち消し、同時に射手の腕が自由に別の標的を狙えるようにします。
「陸軍兵士は300ヤード以上離れた標的を撃ち抜く能力が必要です」と、メリーランド州アバディーンの米陸軍研究所の機械エンジニアであり、MAXFASの開発者の一人であるダニエル・ベクル氏は語る。「これはフットボール場3つを端から端まで並べた以上の距離です。基礎訓練を受ける前は、多くの兵士がそれほど遠くの標的を撃つことなど考えたこともありませんでした。」
MAXFASは、射撃手がはるかに早く慣れるのに役立つはずだ。このシステムはケーブルとセンサーのネットワークを利用して動きを検知し、まるで操り人形のように射撃手の腕を引っ張る。
加速度計とジャイロスコープを備えた装具が、ベルクロストラップで射手の前腕と上腕に装着されます。これらのセンサーは射手の微細な腕の動きを検知し、そのデータをマイクロチップに転送します。マイクロチップでは、コンピューターアルゴリズムが射手の不随意な震えと随意的な動きを区別します。
電子機器が射手の腕の振動周波数を検知すると、外骨格のモーターが6本のケーブルを使って腕を静止させます。MAXFASは、重さわずか10オンスの炭素繊維複合材料で作られています。
しかし、これはまだ固定式のプロトタイプであり、モーターは射手上部の大型フレームに搭載されている。ベクル氏によると、将来のバージョンではバックパックに軽量モーターを搭載し、外骨格を移動可能にする可能性があるという。
MAXFASの開発者たちは、脳卒中患者が再び腕を使えるように訓練することを目的としたCAREXや、パーキンソン病による震えに悩む人々の支援を目的としたWOTASなど、既存の腕型外骨格からインスピレーションを得た。
実験では、射撃経験のほとんどない15人のボランティアがMAXFASを装着し、陸軍標準装備のベレッタM9と同等の重量のエアソフトガンで射撃を行いました。研究者らは、15人中14人がMAXFASを装着する前よりも射撃精度が向上し、グループ全体で平均27%の命中精度向上を確認しました。
これらの射手にMAXFASを装着し、5分後に再び射撃を依頼したところ、12名が装着前よりも射撃精度が向上し、グループ全体で平均15%の精度向上が見られました。一方、このシステムを装着しなかった射手は、同数の射撃において射撃精度が低下しました。これはおそらく腕の疲労によるものと考えられます。
小規模な研究ですが、結果はMAXFASが装着後も射撃精度の向上に役立つことを示しています。そして、わずかな精度の向上でも大きな違いをもたらす可能性があります。
「陸軍標準のM16ライフル銃の場合、銃口をわずか1/16インチ動かすだけで、300ヤード先では17インチ以上も標的から外れてしまいます」とベシェレ氏は説明する。「つまり、小さな揺れでも大きな照準誤差につながる可能性があるのです。」
ベクル氏は近い将来、基礎訓練中に新兵の射撃訓練に MAXFAS が役立つことを想定している。
「私が思い描く遠い未来のコンセプトは、MAXFASがモーター、電源、制御コンピューターをすべてバックパックに収めた、ケーブルを使わないデバイスになることです」と彼は付け加える。「そうすれば、MAXFASを戦場で装着することで、兵士の照準精度を向上させることができます。あるいは、震えを抑えるアルゴリズムを既存または将来の外骨格に組み込むことも可能です。」
MAXFASは軍事以外にも応用できる可能性があります。例えば、ハンターの補助に役立てたり、ゴルフスイング、テニススイング、ビリヤードのショットなどのスキル訓練に応用したりできる可能性があると、ベクル氏は言います。
ベークル氏は今年初め、ニューヨークのコロンビア大学で開催された「データ・オン・ア・ミッション」会議で研究チームの研究結果を詳しく発表した。
