河北
可穿戴机器人技术的进步可能会提升人类在水下活动中的表现。
中国研究人员开发了一种便携式水下外骨骼，支持潜水员的膝关节运动，实现了世界首创。
该项目由北京大学王启宁教授领导的团队创建，预计将减少潜水员的身体负担，特别是空气消耗和肌肉消耗。
研究人员指出：“通过降低潜水员的身体负担和氧气消耗，这种系统可以延长潜水时间，提高安全性，并减少疲劳。”
这可能为海洋研究、水下建筑和专业潜水员培训带来新的应用可能。
人类在进化过程中变得擅长在陆地上行走。然而，这一进化路径使他们在水下潜水时效率不高，需要更多的能量来覆盖相同的距离。
水下环境对水下移动和辅助技术的适应带来了重大障碍。
水下移动比陆地行走消耗更多能量，因为潜水员必须不断面对水的阻力。
这种持续的挣扎限制了潜水员的耐力和活动范围。
尽管可穿戴外骨骼在陆地上成功展示了减少能量消耗的能力，但将这项技术应用到水下一直是个长期挑战。
这个挑战源于游泳或踢腿的生物力学需求，以及流体环境的独特压力。
这项技术是如何运作的
这是一款创新的双侧电缆驱动水下膝关节外骨骼设备。
它通过实时为膝关节提供辅助扭矩来运作，特别是针对抖动踢——这是鳍状潜水的主要推进方式。
此外，先进的运动传感器和基于力的控制技术，使得系统能够与潜水员的自然动作无缝结合。
外骨骼的有效性在六名经验丰富的潜水员的测试中得到了证实。
使用电动外骨骼后，潜水员的效率相比不使用设备时有了明显提升。
潜水员节省了更多的空气，空气消耗量显著下降了22.7%。
此外，腿部肌肉的负担得到了减轻，股四头肌的激活程度减少了20.9%，小腿肌肉的激活减少了20.6%。
值得注意的是，潜水员很好地适应了机械辅助，展现出自然的运动方式，这共同导致了他们在水下整体能量经济性的显著改善。
在实际使用中，它可以为海洋研究和复杂的水下作业提供实际价值。
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