深圳先進技術研究院 機器人潛水服減低潛水員耗氧 40% | Techritual 香港

深圳先進技術研究院的研究人員開發出一款新型機器人輔助潛水服,据報可將潛水員的氧氣消耗量降低高達 40%。這項技術有望令潛水作業更輕鬆且安全,尤其適用於海底工作等專業領域。水下游泳因水阻及踢腿動作導致的動量損失,極耗體力。機器人輔助理論上能提升踢腿效率,讓潛水員以較少努力推進,從而減少能量及氧氣消耗。

即時適應腿部動作的輕量外骨骼

這款潛水服的核心為一款輕量級外骨骼,固定於潛水員腿部,並在腰部安裝馬達提供動力。外骨骼配備感測器,持續監測腿部動作以精準調整輔助力道。當潛水員踢腿時,外骨骼即時提供額外推力,大幅減低水下推進所需的體力付出,而不影響動作流暢度。南華早報引述指,這能顯著提升複雜水下任務的效率與安全性,外骨骼能在踢腿方向轉變瞬間(如前後移動)即時反應,且輔助感覺幾近察覺不到。
陸上機器人外骨骼已相當普遍,用於舉重或行走輔助相對簡單,因步態模式可預測。

水下環境則更具挑戰,水的高黏性令動作變化劇烈:潛水員可在數秒內從靜止加速至減速,或隨意切換自由式踢腿與蛙式踢腿。浮力因素亦使動作更輕快且難測。傳統外骨骼反應遲緩,或需長期學習個別潛水員習慣。
為解決此問題,研發團隊開發名為 Ultra‑Robust Adaptive Oscillator (URAO) 的演算法。此演算法不依賴學習,而是即時觀察腿部動作,判斷踢腿速度及週期位置,進而施加適當輔助力道。

即使潛水員突然加速或變換踢腿風格,外骨骼亦能瞬間適應,故被稱為「即插即用」,無需額外訓練。潛水員只需如常穿戴,即可享更快推進及更少疲勞,適用於海床勘測、管線檢查、打撈救援及軍事潛水等領域。

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