Kinezi razvili robotski egzoskelet koji olakšava ronjenje i smanjuje naprezanje mišića

Napredak u nosivoj robotici mogao bi dovesti do poboljšanih ljudskih performansi tokom podvodnih aktivnosti. Očekuje se da će razvoj egzoskeleta, koji je kreirao tim Univerziteta u Pekingu predvođen profesorom Wangom Qiningom smanjiti fizičke zahtjeve za ronioce, posebno potrošnju zraka i napor mišića.

"Smanjenjem fizičkog opterećenja i upotrebe kisika ronilaca, takvi sistemi bi mogli produžiti trajanje ronjenja, poboljšati sigurnost i smanjiti umor“, rekli su istraživači.

To bi moglo otvoriti nove mogućnosti za primjenu u istraživanju mora, podvodnoj gradnji i profesionalnoj obuci ronilaca.

Ljudi su evoluirali u efikasne hodače na kopnu, međutim, ovaj evolucijski put ih je učinio neefikasnim roniocima, kojima je potrebno više energije da pređu istu udaljenost pod vodom.

Vodeno okruženje predstavlja velike prepreke podvodnoj pokretljivosti pa čak i uspješnoj adaptaciji asistivne tehnologije. Kretanje pod vodom je daleko energetski zahtjevnije od hodanja po kopnu jer se ronioci moraju kontinuirano boriti s otporom vode. Ova stalna borba ograničava izdržljivost i operativni domet ronioca.

Iako su nosivi egzoskeleti uspješno pokazali svoju sposobnost smanjenja potrošnje energije u kopnenim okruženjima, prilagođavanje ove tehnologije za upotrebu ispod valova predstavlja dugotrajan izazov. Ovaj izazov je ukorijenjen u biomehaničkim potrebama plivanja ili udaranja nogama, zajedno s jedinstvenim pritiscima fluidnog medija u okolini.

Inovativni uređaj je zapravo dvostrani podvodni egzoskelet za koljena pokretan sajlom. Radi tako što isporučuje pomoćni obrtni moment u stvarnom vremenu na koljena, posebno ciljajući flatter kick, primarnu metodu pogona za ronjenje s perajama.

Štaviše, napredni senzori pokreta i kontrola zasnovana na sili omogućavaju sistemu da se glatko integriše s načinom na koji se ronilac prirodno kreće.

Učinkovitost egzoskeleta potvrđena je u testovima sa šest iskusnih ronilaca. Kada je korišten motorni egzoskelet, ronioci su pokazali poboljšanja u efikasnosti u poređenju sa ronjenjem bez uređaja.

Ronioci su uštedjeli više zraka, a potrošnja je pala za značajnih 22,7 posto. Osim toga, fizičko opterećenje mišića nogu je smanjeno, što se vidi po smanjenju aktivacije kvadricepsa za 20,9 posto i smanjenju aktivacije lista za 20,6 posto.

Važno je napomenuti da su se ronioci dobro prilagodili mehaničkoj pomoći, pokazujući prirodne obrasce kretanja, što je zajedno dovelo do značajnog poboljšanja njihove ukupne potrošnje energije pod vodom.

Ako se usvoji i uvede u upotrebu, egzoskelet će moći poboljšati performanse ronjenja te smanjiti fizički napor korisnika. Također, mogao bi ponuditi praktičnu vrijednost za zadatke kao što su istraživanje mora i složene podvodne operacije.

Međutim, njegov utjecaj se proteže daleko izvan trenutnih primjena. Ovaj uređaj također pruža nove i vrijedne uvide u područja tehnika obuke ronilaca i ljudske podvodne biomehanike, nudeći alat za proučavanje i optimizaciju kretanja u vodenim okruženjima.

Prethodni razvoj u ovoj oblasti uključivao je objavljivanje dizajna za biološki inspirisane vodene egzoskelete. Ova robotska odijela imala su za cilj da poboljšaju snagu korisnika i omoguće im da oponašaju visoko efikasne stilove plivanja morskih životinja poput pingvina, delfina i kornjača.