رونمایی از نخستین اسکلت رباتیک غواصی جهان
به گزارش ساخت اپل آی دی، نخستین اسکلت خارجی رباتیک غواصی جهان، غواصی را آسان تر و فشار عضلانی را از بدن غواص می کاهد.
به گزارش ساخت اپل آی دی به نقل از ایسنا، محققان چینی با توسعه یک اسکلت خارجی مخصوص زیر آب و قابل حمل برای پشتیبانی از حرکت زانوی غواصان، به نخستین موفقیت جهانی دراین خصوص دست یافته اند.
به نقل از آی ای، پیشرفت در «رباتیک پوشیدنی» می تواند منجر به افزایش عملکرد انسان در کارهای زیر آب شود. این پیشرفت که توسط تیمی از دانشگاه پکن به رهبری پروفسور وانگ چینینگ(Wang Qining) بوجود آمده است، انتظار می رود که نیازهای فیزیکی غواصان، خصوصاً مصرف هوا و تلاش عضلانی آنها را کم کند.
پژوهشگران خاطرنشان کردند: چنین سیستم هایی با کاهش بار فیزیکی و مصرف اکسیژن غواصان می توانند مدت زمان غواصی را بالا برند، ایمنی را بهبود بخشند و خستگی را کاهش دهند.
این فناوری می تواند امکانات جدیدی را برای کاربردها در تحقیقات دریایی، ساخت و ساز زیر آب و آموزش حرفه ای غواصان ایجاد نماید.
غلبه بر چالش اعماق دریا
انسان ها به شکلی تکامل یافته اند که در خشکی، راه رونده های کارایی باشند. در عین حال، این مسیر تکاملی، آنها را به غواصانی ناکارآمد مبدل کرده است که برای درنوردیدن مسافت مشابه در زیر آب به انرژی بیشتری نیاز دارند.
محیط آبی، موانع بزرگی را برای تحرک در زیر آب و حتی سازگاری موفقیت آمیز فناوری کمکی به وجود می آورد. حرکت در زیر آب از نظر مصرف انرژی خیلی بیشتر از راه رفتن روی خشکی است، برای اینکه غواصان باید بطور مداوم با مقاومت آب دست و پنجه نرم کنند. این مبارزه مداوم، استقامت و دامنه عملیاتی غواص را محدود می کند.
بااینکه اسکلت های خارجی پوشیدنی با موفقیت توانایی خودرا در پایین آوردن مصرف انرژی در محیط های زمینی نشان داده اند، اما تبدیل این فناوری به استفاده در زیر آب، یک چالش طولانی بوده است. این چالش ریشه در نیازهای بیومکانیکی شنا یا لگد زدن، همراه با فشارهای محیطی منحصر به فرد محیط سیال دارد.
نحوه کار این فناوری
این دستگاه نوآورانه، یک اسکلت خارجی مخصوص زانوی زیر آب دو طرفه با کابل است. این دستگاه با ارایه گشتاور کمکی در لحظه به زانوها، به طور دقیقتر با هدف قرار دادن پا زدن که روش اصلی نیروی محرکه برای غواصی است، عمل می کند.
علاوه بر این، سنسورهای حرکتی پیشرفته و کنترل مبتنی بر نیرو، این سیستم را قادر می کند تا به سادگی با نحوه حرکت طبیعی غواص ادغام شود.
اثربخشی این اسکلت خارجی در آزمایش هایی با ۶ غواص باتجربه تأیید شد. هنگامی که از این اسکلت خارجی برقی استفاده شد، غواصان در مقایسه با غواصی بدون دستگاه، بهبود کارآیی را نشان دادند. آنها هوای بیشتری را ذخیره کردند و مصرف اکسیژن به میزان قابل توجه ۲۲.۷ درصد کاهش پیدا کرد.
علاوه بر این، بار فیزیکی روی عضلات پا کاهش پیدا کرد که با کاهش ۲۰.۹ درصدی فعال سازی عضله چهار سر ران و کاهش ۲۰.۶ درصدی فعال سازی عضله ساق پا مشهود است.
نکته مهم این که غواصان به خوبی با کمک مکانیکی سازگار شدند و الگوهای حرکتی طبیعی را نشان دادند که در مجموع منجر به بهبود قابل توجه در صرفه جویی کلی انرژی آنها در زیر آب شد.
این اسکلت خارجی قادر خواهد بود عملکرد غواصان را افزایش داده و همین طور فشار فیزیکی بر آنها را کم کند.
همین طور در استفاده فوری می تواند برای کارهایی مانند تحقیقات دریایی و عملیات پیچیده زیر آب ارزش عملی عرضه نماید. بااینکه تأثیر آن خیلی فراتر از کاربردهای فعلی است.
این دستگاه همین طور بینش های جدید و ارزشمندی در زمینه روشهای فنی آموزش غواصان و بیومکانیک زیر آب انسان عرضه می کند و ابزاری برای مطالعه و بهینه سازی حرکت در محیط های آبی عرضه می کند.
پیشرفت های قبلی دراین خصوص شامل انتشار طرح هایی برای اسکلت های خارجی آبی با ایده گرفتن از زیست شناسی بوده است. این لباس های رباتیک برای افزایش قدرت کاربر و امکان تقلید از سبک های شنای خیلی کارآمد حیوانات دریایی مانند پنگوئن ها، دلفین ها و لاک پشت ها درنظر گرفته شده بودند.
این مطالعه در مجله IEEE Transactions on Robotics انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب