Chinesischer robotergestützter Exoskelett reduziert Sauerstoffverbrauch von Tauchern unter Wasser um 40 %

Chinese Forscher des Shenzhen Institutes of Advanced Technology haben Berichten zufolge einen neuen robotergestützten Taucheranzug entwickelt, der den Sauerstoffverbrauch eines Tauchers um bis zu 40 % reduziert.

Dies kön Chinese Forscher des Shenzhen Institutes of Advanced Technology haben Berichten zufolge einen neuen robotergestützten Taucheranzug entwickelt, der den Sauerstoffverbrauch eines Tauchers um bis zu 40 % reduziert. Dies könnte Tauchen nicht nur einfacher, sondern auch sicherer machen, insbesondere für Spezialanwendungen wie Arbeiten unter Wasser.

Das Schwimmen unter Wasser ist ein sehr energieaufwendiger Prozess aufgrund des Wasserwiderstands und des Impulsverlusts durch Bewegungen wie Treten. Roboterunterstützung sollte theoretisch helfen, dass Taucher während der Schwimmeinheiten mehr „Leistung für ihren Einsatz“ erzielen, wodurch weniger pro Schwimmgang benötigt wird.

Je geringer der körperliche Bedarf, desto

Je geringer der körperliche Bedarf, desto weniger Energie und damit auch Sauerstoffverbrauch. Zumindest ist das die Idee.

Im Zentrum der Entwicklung steht ein speziell entwickeltes, leichtes Exoskelett, das an die Beine eines Tauchers geschnallt wird.

Dieser Anzug unterstützt den Taucher bei der Bewegung mithilfe von an der Taille montierten Motoren.

Der Anzug verfügt außerdem über einen

Der Anzug verfügt außerdem über einen Satz Sensoren, die kontinuierlich die Beinbewegung überwachen, um die Unterstützung zu verfeinern. Die Idee ist also, dass der Anzug einen zusätzlichen Schub an Kraft liefert, wenn der Taucher mit den Beinen tritt, wodurch der physische Kraftaufwand zum Schwimmen durch das Wasser reduziert wird.

„Dies verbessert sowohl die Effizienz als auch die Sicherheit bei komplexen Unterwasseraufgaben erheblich. Der Exoskelett unterstützt den Taucher in dem Moment, in dem sich die Trittrichtung ändert – egal ob das Bein nach vorne oder nach hinten bewegt wird – der Schub ist sofort und kaum wahrnehmbar“, berichtet die South China Morning Post (SCMP).

Robotergestützte Exoskelette sind nichts Neues und werden an Land immer häufiger. Aber jemanden beim Heben schwerer Gegenstände oder beim Gehen zu unterstützen, ist im Vergleich zu Unterwasseranwendungen relativ einfach.

Gehen beinhaltet besonders ein vorhersehbares Muster,

Gehen beinhaltet besonders ein vorhersehbares Muster, was die robotische Verstärkung ziemlich unkompliziert macht. Unter Wasser kann es jedoch aufgrund der inhärenten Viskosität des Wassers etwas kniffliger werden.

Ein Taucher kann innerhalb von Sekunden von stationär auf schnell und wieder auf langsam wechseln, etwas, das an Land weniger wahrscheinlich ist. Divers müssen möglicherweise auch spontan zwischen „Flutter“ (auch Freestyle) und Froschbeinschwüngen (Brustcrawl) wechseln.

Weitere Probleme, wie die Auftriebskraft, führen bei dem Taucher zu leichteren, schnelleren und unvorhersehbareren Bewegungen. Traditionelle Roboter-Exoskelette wären zu langsam, um sich anzupassen, und/oder müssten die Gewohnheiten jedes Tauchers beim Tauchen „lernen“.

Um dies zu überwinden, entwickelte das

Um dies zu überwinden, entwickelte das Team hinter dem Anzug einen cleveren Algorithmus namens Ultra-Robust Adaptive Oscillator (URAO).

Anstatt über die Zeit von einem Taucher zu „lernen“, kann dieser Algorithmus die Beinbewegung in Echtzeit „beobachten“.

Weniger Anstrengung, weniger Sauerstoff Durch dies ermittelt er sofort, wie schnell ein Taucher kickt, und bestimmt, an welcher Stelle im Kickzyklus sich das Bein befindet. Mithilfe dieser Informationen wendet er dann die richtige Menge an unterstützender Kraft an, um den Taucher zu helfen.

Wenn der Taucher beispielsweise plötzlich beschleunigt,

Wenn der Taucher beispielsweise plötzlich beschleunigt, können die Motoren des Anzugs sofort reagieren. Das Gleiche gilt, wenn der Taucher seine Kick-Stile ändert.

Zu diesem Zweck wurde der Anzug „plug and play“ genannt und erfordert kein zusätzliches Training für den Taucher. Laut dem Team dahinter ist das Hauptziel, dass ein Taucher den Exoskelett als Teil seines normalen Anziehprozesses anlegen und beim Schwimmen außer dem Gewicht nichts daran bemerken sollte.

Der Taucher sollte jedoch bemerken, dass er während und nach einem Schwimmen schneller sein und weniger müde werden kann. Obwohl er noch experimentell ist, könnte dieser Anzug ein Wendepunkt für verschiedene Anwendungen sein, wie z.

B. Meeresbodenvermessungen, Rohrleitungsinspektionen, Bergungs- und Rettungseinsätze sowie militärisches Tauchen.