Čínský robotický oblek pro potápěče: Sníží spotřebu kyslíku o 40 % a usnadní práci pod vodou

Čínští vědci ze Shenzhen Institutes of Advanced Technology vyvinuli nový robotický oblek pro potápěče, který výrazně usnadňuje pohyb pod vodou.

Čínští vědci ze Shenzhen Institutes of Advanced Technology vyvinuli nový robotický oblek pro potápěče, který výrazně usnadňuje pohyb pod vodou. Tato inovace by mohla potápění učinit nejen snazším, ale i bezpečnějším, zejména pro specializované podvodní práce.

Plavání pod vodou je energeticky velmi náročný proces kvůli odporu vody a ztrátě hybnosti při pohybech, jako je kopání. Robotická asistence by teoreticky měla pomoci potápěči efektivněji využít každý kop, čímž se sníží potřebná fyzická námaha a s ní i spotřeba kyslíku. Nový oblek dokáže snížit spotřebu kyslíku až o 40 %.

Jádrem vývoje je speciálně navržený lehký exoskeleton, který se připevňuje na nohy potápěče. Oblek pomáhá potápěči v pohybu díky motorům umístěným v pase. Součástí obleku je také sada senzorů, které neustále monitorují pohyb nohou, aby zpřesňovaly asistenci. Když potápěč kope nohama, oblek dodává dodatečnou sílu, čímž snižuje množství fyzické námahy potřebné k pohybu vodou.

Asistence potápěči, aniž by ho omezovala, je klíčová. Robotické exoskelety nejsou nic nového a na souši jsou stále běžnější. Asistovat někomu při zvedání těžkých předmětů nebo chůzi je však relativně jednoduché ve srovnání s podvodními aplikacemi. Chůze zahrnuje předvídatelný vzorec, což činí robotickou podporu poměrně přímočarou. Pod vodou jsou však věci složitější kvůli vlastní viskozitě vody. Potápěč může během několika sekund přejít ze stacionární polohy do rychlého pohybu a zpět. Potápěči také mohou potřebovat měnit styl kopů, například z kraulových na prsové, podle potřeby. Další problémy, jako je vztlak, vedou k lehčím, rychlejším a méně předvídatelným pohybům potápěče. Tradiční robotické exoskelety by byly příliš pomalé na adaptaci a/nebo by se musely „učit“ zvyky každého potápěče.

K překonání těchto výzev tým vyvinul chytrý algoritmus nazvaný Ultra‑Robust Adaptive Oscillator (URAO). Místo toho, aby se algoritmus učil od potápěče v průběhu času, dokáže „sledovat“ pohyb nohou v reálném čase. Tím okamžitě zjistí, jak rychle potápěč kope a v jaké fázi kopacího cyklu se noha nachází. Pomocí těchto informací pak aplikuje správné množství asistenční síly. Pokud potápěč náhle zrychlí, motory obleku se okamžitě přizpůsobí. Totéž platí, pokud potápěč změní styl kopu. Oblek je proto „okamžitě použitelný“ a nevyžaduje žádný dodatečný trénink pro potápěče.

Podle týmu je hlavním cílem, aby si potápěč oblékl exoskeleton jako součást běžné přípravy a kromě hmotnosti si ho při plavání nevšiml. Potápěč by si však měl všimnout, že se může pohybovat rychleji a méně se unavit během plavání i po něm. Ačkoli je oblek stále ve fázi experimentů, má potenciál zásadně změnit různé aplikace, jako jsou průzkumy mořského dna, inspekce potrubí, záchranné a vyprošťovací operace a vojenské potápění.