Atlas Devices kommersialiserar motoriserad repklättringsteknik för militär användning

Sedan MIT snurrade ut Atlas Devices flaggskeppsprodukt, Atlas Powered Rope Ascender (APA), kom ut på marknaden för första gången 2007, har den hyllats av media som en verklig version av Batmans berömda verktygsbälte-grippistol: Med drag av en avtryckaren kan den handhållna enheten lyfta två personer cirka 30 våningar uppför ett rep på 30 sekunder.

Spännande, helt klart. Men trots sin tilltalande som vad Atlas medgrundare och APA-meduppfinnare Nathan Ball kallar en gee-whiz gadget - med till synes obegränsade, och ibland fantastiska, applikationer - håller enheten på att bli ett praktiskt verktyg för motoriserad skalning (eller power ascension) i militären och andra områden.

Foto med tillstånd från Atlas Devices

Ungefär lika stor som en liten skokartong, den aluminiumhölje APA - som började som en prototyp för MIT:s Soldier Design Competition 2005 - har ett handtag med riktningskontrollbrytare (upp eller ner) och en avtryckare.

En innovativ, repmatande, kapstanbaserad mekanism säkerställer att den batteridrivna enheten kan lyfta två soldater – ibland bärande 80 till 100 pund utrustning – snabbt längs ett anslutet rep, utan att klämma. Ett lätt, utbytbart batteri som kan lyfta hundratals fot per laddning snäpps fast i fronten.

Den senaste versionen, släppt 2010, kallad APA-5 – utvecklad med finansiering från Office of Naval Researchs Tech Solutions Program – väger ungefär 20 pund och kan lyfta upp till 600 pund i hastigheter på upp till flera fot per sekund.

Först utformad för soldater som störtade i grottor och brunnar i Irak och Afghanistan, används APA nu av alla fyra militära grenar på slagfältet och i träning för att bestiga berg, byggnader och fartyg. Den används till och med i helikopterutvinning och räddningsuppdrag.

Genom att finna stadiga framgångar med sina militärkunder utökar Atlas nu sitt huvudkontor i Charlestown, Massachusetts, med en ny 10 000 kvadratmeter stor anläggning med avancerad tillverknings- och testutrustning.

Populär mekanik , NPR, MythBusters och andra medier har täckt APA under åren. Sedan 2007 har Ball varit värd för PBS-showen Design Squad Nation, som lär barn om teknik.

Ringer in specifikationerna

Det nya med APA ligger i dess mekanism för att gripa rep, uppfann i första hand av Ball, som vann 2007 Lemelson-MIT Student Prize för sitt arbete (som gav $30 000 som ytterligare finansierade APA-prototypframställning).

Istället för att rulla, som med konventionella remskivor och vinschar, vävs repet genom APA mellan en serie rullar som sitter ovanpå en roterande, batteridriven spindel. (Tänk på en sladdlös borrmaskin som snurrar för att dra ett rep istället för att driva en borr.) När spindeln roterar drar den hela tiden repet genom enheten. Detta förlitar sig på kapstaneffekten, som - liknande att sänka och höja ett fartygs ankare - ger ett hårdare grepp när mer lina lindas runt en cylinder och mer vikt läggs till.

Ball, som är alumn inom maskinteknik, började bygga enheten tillsammans med Atlas medgrundare – Bryan Schmid, Tim Fofonoff och Daniel Walker – för den årliga MIT Soldier Design Competition, som utmanar studentlag att uppfinna teknologier baserade på militära önskemål.

Ursprungliga specifikationer för uppfinningen krävde en enhet som vägde mindre än 25 pund och kunde lyfta 250 pund 50 fot vertikalt på fem sekunder - ett anmärkningsvärt högt effekt-till-viktförhållande som överstiger det för en Dodge Viper's, beräknade teamet. Med hjälp av borrbatterier och annan specialdesignad utrustning färdigställde teamet en fungerande prototyp som uppnådde ett 50 fots lyft på sju sekunder.

Efter att ha tagit tredjeplatsen och $3 000 för ytterligare prototyper, grundade det fyra manliga teamet Atlas Devices i Boston för att utveckla och lansera sin första produkt, APA-3. (Med en vikt på 28 pund kunde den första APA:n lyfta upp till 350 pund med 5 fot per sekund och antogs av flera amerikanska militärgrupper.)

Som ett av få företag på den relativt nya – men växande – krafthöjningsmarknaden har Atlas behövt ständigt finslipa APA-specifikationerna för att möta fältets och kundernas förväntningar. Det är en balansgång, säger Ball.

Ursprungligen, till exempel, när power ascension var mer ny, begärde användare en uppstigningstakt på 10 fot per sekund. Men Atlas upptäckte att så fort du manövrerar över, säg, farligare terräng eller över kanten på en mur, kan det innebära krascher och skador att gå så fort. Så för vissa kunder som arbetar i farlig terräng kompenserade de med lägre hastigheter, men en högre lyftkapacitet – vilket faktiskt var fördelaktigt, säger Ball. Apparaten kan nu också sänkas ner i vatten för maritimt bruk.

Att slå in specifikationerna har varit en kontinuerlig process, eftersom kunderna har fått mer och mer erfarenhet av att använda power ascension-enheter, säger han. Alla specifikationer har kompromisser. När du bryr dig om flera saker, som vilket tekniskt system som helst, kan du välja vilka som vinner.

Innovation sker också på materialnivå, säger Ball. Till exempel har Atlas nyligen bytt till mer avancerade rep som har högre draghållfasthet, med mindre diametrar. Att bära en 200 fots sektion av rep var upp till 15 pund; nu är det närmare 8 pund, säger Ball. Vi försöker alltid hitta bättre sätt att åstadkomma saker.

Viktig del av utrustningsskåpet

I dess tidiga dagar spelade MIT:s Venture Mentoring Service en roll i Atlas utveckling, och hjälpte teamet att nätverka och förfina dess affärsplan. (Faktum är att Atlas fortfarande använder programmet för nätverkande och mentorskap.)

Ytterligare hjälp kom från MIT:s Institute for Soldier Nanotechnologies. Ball krediterar specifikt den tidigare tekniköverföringsspecialisten Lisa Shaler-Clark som en viktig del i att ta APA från laboratoriebänken till fältet.

Hon ledde Atlas-teamet genom grunderna för uppstart, såsom juridiskt och ekonomiskt arbete, och att göra affärer med regeringen. Lisa gav oss många av dessa muttrar och bultar för att bygga ett företag, säger Ball, som kommer tillbaka för att tala på MIT-lektioner då och då.

MIT hjälpte till i en annan egenskap: Institutet var Atlas första kund och bad om APA för att bibehålla resultattavlan ovanför poolen i Zesiger Sports and Fitness Center. Den används fortfarande.

Idag siktar Atlas på ett bredare antagande av APA. Precis som alla bra 'gee-whiz gadgets' är det lätt att tänka på platser där den kan användas, säger Ball. Men den verkliga tillfredsställelsen kommer från när kunder börjar tänka på det mindre som bara en pryl, och istället som en viktig komponent i deras utrustningsskåp.

Det är sant för APA, säger Ball, för räddningsuppdrag. Ett konventionellt uppdrag, med hjälp av standardutrustning, säger Ball, kan ta fem till tio räddare flera timmar att genomföra, medan en APA-stödd räddning kan ta bara en till två räddare mycket kortare tid.

APA:n kan också fungera som backup för en helikopter om något går snett med den primära hissen: Istället för att flyga helikoptern tillbaka till basen för en fungerande hiss, kan räddare förvara APA:n i ett sätesfack, eftersom det inte kompromissar. hackarens viktkapacitet.

Extraktions- och räddningsuppdrag har blivit några av Balls favoritapplikationer. Det är alltid tilltalande att utveckla teknik som kan göra skillnad i dessa scenarier och göra jobb lättare, säger Ball. Och när du får chansen att aktivera något du inte kunde göra tidigare – som att fortsätta en helikopterräddningsoperation när en hiss misslyckas – det är spännande.

Andra potentiella användningsområden inkluderar grottutforskning och rekreationsklättring; hissar för arbetare vid dammar, byggnader, broar och massiva vindturbiner; såväl som för första responders.

Det finns ett brett spektrum av användare - människor som använder rope access som en del av sitt arbete - för vilka den här tekniken skulle vara mycket vettig, säger Ball. Vi vill göra det sant för så många platser som möjligt för att dra nytta av det.

Dölj