Dėl Pekino universiteto (PU) mokslininkų sukurto egzoskeleto, narai netrukus galės pasveikinti savo plazdėjimus. Prisiimant dalį povandeninio plaukimo naštos, prietaisas taip pat gali pailginti vandens rezervuarų tarnavimo laiką.
Stebint, kaip naras slysta vandeniu po jūros paviršiumi, užsiėmimas atrodo gana ramus ir švelnus, tačiau iš tikrųjų įtraukiamos didžiausios kūno raumenų grupės – kojos. Visam raumenų aktyvavimui reikalingas deguonis kurui, kurį tiekia naro bakas. Naras, naudojantis 80 kubinių pėdų baką 65,6 pėdų gylyje, gali tikėtis, kad deguonies pakaks vidutiniškai apie 35–50 minučių.
Siekdami padidinti laiko, kurį plaukikas gali išbūti po viename akvalango bake, užuot sutelkę dėmesį į kvėpavimo aparatus, PU mokslininkai ėmėsi naujo požiūrio: sumažino plaukimo metu sunaudojamą energiją, taigi ir deguonies poreikį narui.
Jų sukurtas egzoskeletas susideda iš kelių dalių. Yra du sandarūs variklio blokai, montuojami prie naro nugaros. Jie yra prijungti prie lanksčių Bowden laidų, kurie nusileidžia iki lengvų manžetų ant naro šlaunų ir blauzdų. Juosmens dirželis stabilizuoja visą įrenginį, kuris tvirtinamas už naro hidrokostiumo ribų. Visa sistema sveria apie 9 kg (20 svarų), o didžioji masės dalis tenka naro nugarai.
Pekino universitetas
Tikroji egzoskeleto magija kyla iš jutiklių, įmontuotų į sistemą, vadinamą inerciniais matavimo vienetais (IMU), kurie perduoda kojų padėtį varikliui. Tai leidžia varikliui pajusti, kurioje plazdėjimo vietoje yra kojos narui plaukiant, ir prireikus reguliuoti Bowdeno trosų jėgą. Smūgio žemyn eigos metu dėl įmontuotos sankabos variklis įsijungia ir padeda judėti. Vykstant aukštyn eiga, variklis išjungiamas, kad sistema nekovotų su naro atkūrimo judesiu.
Norėdami išbandyti sistemą, tyrėjai pritvirtino egzoskeletą prie šešių sertifikuotų narų, kurie jį naudojo 50 metrų (164 pėdų) baseine dviejų metrų (6,6 pėdų) gylyje. Kiekvienas naras atliko tris 100 metrų (328 pėdų) povandeninius plaukimus, plaukdamas spyrį su egzoskeletu ir be jo, jį įjungęs ir išjungęs. Testas atskleidė įspūdingus rezultatus – keturgalvių raumenų ir blauzdų aktyvacija sumažėjo kiek daugiau nei 20%, o oro įsiurbimas sumažėjo 22,7%.
Tyrėjai teigia, kad norint toliau tobulinti egzoskeletą, reikia atlikti daugiau bandymų. Jie planuoja naudoti skaičiavimo skysčių dinamiką narų atsparumo vandeniui žemėlapiams nustatyti; išbandyti dinamiškesnėmis realiomis sąlygomis už baseino ribų; keisti plaukimo greitį ir stilių; eksperimentuoti su skirtingomis lengvesnėmis medžiagomis; ir pritaikykite daugiau jutiklių, kurie stebės ne tik oro suvartojimą, bet ir tokius rodiklius kaip širdies ritmas.
„Mūsų tyrimai išplečia nešiojamų robotų taikymo ribas ir pristato visiškai naują egzoskeleto tyrimų scenarijų“, – rašo žurnale paskelbto tyrimo mokslininkai. IEEE operacijos dėl robotų. „Iš esmės varomi egzoskeletai pagerina žmogaus funkcionalumą, o speciali aplinka ar darbo sąlygos visiškai nesumažina jų naudingumo.
„Mūsų darbas yra nuoroda į būsimų povandeninių pagalbinių prietaisų projektavimą ir įvertinimą, galintį sustiprinti ryšį tarp žmonių ir vandenyno bei praplėsti tyrinėjimo akiratį.
Šaltinis: Pekino universitetas
Nuoroda į informacijos šaltinį