北大团队研发便携潜水外骨骼，助潜水员省力增效延时长

我国科研团队在潜水装备领域取得重要突破，成功研发出首款便携式潜水辅助外骨骼机器人系统。这款由北京大学先进制造与机器人学院研发的新型装备，旨在解决潜水员在水下作业时面临的体能消耗过快、续航时间有限等核心难题。

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项目负责人王启宁教授指出，人体在水下运动时需要克服相当于陆地数倍的阻力，这种特殊环境导致潜水员能量消耗急剧增加，直接制约了作业时长和活动范围。研究团队发现，陆地外骨骼技术虽已广泛应用于行走辅助等领域，但水下环境的复杂性使得相关技术难以直接移植应用。

在研发过程中，科研人员面临两大核心挑战：首先是水下生物力学研究基础薄弱，人体运动模式与陆地环境存在本质差异；其次是防水性能、配重平衡与穿戴稳定性等特殊需求，对设备设计提出了严苛要求。针对这些难题，团队创新性地开发了双侧绳驱动膝关节结构，通过大腿和小腿部位的惯性传感器实时监测运动状态，结合基于力测量的迭代控制算法，实现了精准动力辅助。

该装置采用独特的重量分配方案，将超过三分之一的设备重量集中于背部，通过浮力与重心调节实现水下动态平衡。腿部执行机构采用连续体结构，可自适应膝关节运动轨迹变化。为解决传统绑带易滑脱问题，研发团队还设计了专用动态腰带，显著提升了穿戴稳定性。

在实际测试中，6名专业潜水员分别完成了无辅助与穿戴外骨骼条件下的100米水下运动试验。数据显示，使用辅助装备后，潜水员的氧气消耗量降低22.7%，特定肌群的激活强度明显下降。这表明外骨骼系统不仅能有效减少体能消耗，还能通过力学反馈优化人体运动姿态。

目前，这款便携式外骨骼已展现出延长水下作业时间、降低劳动强度的显著优势。其轻量化设计和智能助力系统，使设备在潜水训练、科研考察、水下工程等领域具有广泛应用前景。研发团队表示，将持续优化设备性能，推动技术成果向实际应用场景转化。