Исследователи Пекинского университета разработали портативный подводный экзоскелет для поддержки коленного сустава водолазов. Ожидается, что он позволит снизить расход воздуха и уменьшит мышечные усилия.
«Снижая физическую нагрузку водолазов и потребление ими кислорода, такие системы могут увеличить продолжительность погружения, повысить безопасность и снизить утомляемость», — отметили исследователи.
Экзоскелет позволит открыть новые возможности для применения в морских исследованиях, подводном строительстве и профессиональной подготовке водолазов.
Хотя носимые экзоскелеты успешно продемонстрировали свою способность снижать энергопотребление в наземных условиях, адаптация этой технологии для использования под водой оказалась сложной задачей. Проблема обусловлена биомеханическими особенностями плавания или гребли ногами, а также уникальным давлением текучей среды.
Устройство представляет собой подводный экзоскелет с двусторонним тросовым приводом для коленных суставов. Оно работает, обеспечивая вспомогательный крутящий момент в режиме реального времени для коленных суставов при нырянии в ластах.
Более того, усовершенствованные датчики движения и силовое управление позволяют системе плавно адаптироваться к естественным движениям дайвера.
Эффективность экзоскелета подтвердили в ходе испытаний с участием шести опытных дайверов. Расход воздуха водолазов снизился на 22,7%. Кроме того, уменьшилась физическая нагрузка на мышцы ног, о чем свидетельствует снижение активации четырехглавой мышцы бедра на 20,9% и активации икроножной мышцы на 20,6%.
При этом водолазы демонстрировали естественные двигательные паттерны.
Ранее исследователи уже представляли конструкции водных экзоскелетов, созданных по биологическим принципам. Эти роботизированные костюмы предназначены для повышения силы пользователя и позволяют ему имитировать стили плавания морских животных, таких как пингвины, дельфины и черепахи.
Между тем компания Dnsys из Гонконга представила экзоскелет с электроприводом для колена Z1, способный увеличить силу мышц икр и бёдер на 50%, одновременно снижая нагрузку на коленный сустав до 200%.
А Kojima Productions и производитель Dnsys анонсировали экзоскелет Z1 Exoskeleton Pro — Death Stranding 2: On the Beach Limited Edition по мотивам вселенной одноимённой игры. Её герой преодолевает сложный рельеф в экстремальных условиях. Цель проекта — расширить подвижность людей и сделать выходы на природу более доступными и комфортными вне зависимости от возраста и физической подготовки.
Источник: habr.com