Жабры для плавания под водой

Изобретены искусственные жабры для плавания под водой

Уникальное устройство для подводного плавания изобрела команда исследователей из Стокгольма (Швеция). Оно представляет собой искусственные жабры, с помощью которых можно находиться под водой 45 минут. Интересный гаджет завоевал широкую популярность на краудфандинговой площадке Indiegogo.

Изобретены искусственные жабры для плавания под водой Жабры, Изобретения, Технологии, Текст, Длиннопост

Конструкция

Если первый раз взглянуть на устройство, то сразу вспоминается один из фильмов о Джеймсе Бонде «Шаровая молния», где главному герою предоставили устройство для подводного плавания в виде «усов».

Вдохновившись этим прототипом, команда молодых изобретателей представила аналогичный гаджет Triton, который они прозвали искусственными жабрами.

Изобретены искусственные жабры для плавания под водой Жабры, Изобретения, Технологии, Текст, Длиннопост

Изобретены искусственные жабры для плавания под водой Жабры, Изобретения, Технологии, Текст, Длиннопост

Центральная деталь – микропорная мембрана с особой резьбой, которая не пропускает молекулы воды, делая исключение только для кислорода.

Triton оснащен модифицированной литий-ионной батареей, которая держит заряд вплоть до 45 минут. В таком маленьком корпусе также располагается двойной микрокомпрессор, который помогает человеку получать необходимое количество кислорода и комфортно дышать.

Изобретены искусственные жабры для плавания под водой Жабры, Изобретения, Технологии, Текст, Длиннопост

Как только у батареи начинает заканчиваться заряд, Triton вибрирует, чтобы предупредить пловца.

Удобство и простота в использовании

Приспособление выглядит довольно простым в использовании. Пловец должен прикусить трубку, после чего механизм запустится. Единственное ограничение – не перемещаться на глубину более 4,5 метров. Если все же заплыть глубже, гаджет обязательно предпупредит об этом вибрацией.

Triton может использовать даже ребенок, но под контролем взрослых. Кроме того, портативность устройства позволяет не только брать его с собой на отдых, но и пользоваться им во время спасательных операций на воде.

Создатели предлагают купить устройство за 300 долларов (порядка 20 тысяч рублей по текущему курсу).

Найдены дубликаты

О! А вот это, на мой взгляд, действительно интересная вещь!

Можно будет к лопоухим из старворз занырнуть

Курские школьники усовершенствовали турбонаддув для мототехники

Изобретатели доказали эффективность ноу-хау на всероссийском уровне. Взяли серебро в чемпионате «Молодые профессионалы». На разработке юные Кулибины не остановились. Открыли свое дело.

Курские школьники усовершенствовали турбонаддув для мототехники Школьники, Изобретения, Технологии, Стартап, Патент, Турбокомпрессор, ДВС, Мотогонки, Картинг

У мальчишек увлечения разные. После того, как у Александра появился квадроцикл, делится он, заинтересовался мототюнингом. Экспериментировал с выхлопной системой, дорабатывал масляную, «колдовал» над карбюратором. Потом пришла идея установить турбонаддув. Но мысль эту отбросил — дорого и времени проектирование и установку нужно много. Вернулся к задуманному, когда готовился к чемпионату «WorldSkills». Одно из заданий  — написать бизнес-план. Работал в команде с напарником — Кириллом Галушкиным.

Александр Золотухин: «По самым сложным этапам, которые проходили в ходе разработки изобретения, это был поиск турбокомпрессора, разработка системы — чертежи, разработка, настройка. Не одна турбина была уничтожена в ходе испытаний».

В руках у Александра один из первых, опытных образцов, не прошедших испытания. Турбонаддув — агрегат не новый. Молодые люди усовершенствовали устройство. Заверяют, можно установить на мототехнику с различными карбюраторами.

Александр Золотухин: «Наше изделие засасывает не воздух, а топливно-воздушную смесь, то что мы изобрели. И надо впускает его в двигатель под давлением больше, чем пол атмосферы, что позволяет обеспечить двигателю прирост мощности до 50 процентов».

Квадрацикл с агрегатом с легкостью обходит собрата без тюнинга. Инновационную разработку высоко оценили не только любители погонять. На чемпионате «WorldSkills» куряне взяли призовое место. После победы пришла уверенность:можно запустить массовое производство агрегата. Оформили самозанятость. Подали заявку на патент.

Кирилл Галушкин: «Узнали, как получить субсидии, выплаты для стартапов. Для нас полезно, мы можем получить инвестиции и выпустить первую партию и дальше развиваться».

Развивать дело планируют параллельно с учебой. Оба изобретателя еще школьники.

ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖИНИРИНГ, ИННОВАЦИИ

Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники, БИМ

ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖИНИРИНГ, ИННОВАЦИИ

Искусственные жабры – мифы и реальность

Картинки по запросу искусственные жабрыДалеко не все проекты на краудфандинговых площадках достигают своей конечно цели – потребителя. Еще меньшему их числу удается удержаться на плаву и войти в нашу жизнь, быт, работу и отдых в качестве привычных составляющих. Одним из таких проектов может стать “Тритон”, авторы которого попытались взглянуть на «феномен Ихтиандра» через призму современных возможностей и технологий. Итак, встречайте, обсуждайте, одобряйте, критикуйте. Неоднозначный проект “искусственные жабры” или Triton (“Тритон”) продолжает свое шествие по краудфандинговой платформе Indiegogo и, несмотря на определенный скепсис со стороны научного сообщества, уверенно преодолел намеченный целевой рубеж.

Идея, что в одночасье небольшой симпатичный гаджет, напоминающий руль от детского велосипеда сможет заменить собой сложную и габаритную систему доставки живительного кислорода и справиться с функциями жабр была воспринята научным сообществом весьма настороженно. Любопытно, что это уже вторая кампания “Triton” на платформе Indiegogo. Первая, стремительно дошедшая до отметки в $1 млн. была так же стремительно свернута, после чего начата вновь, но уже несколько в обновленном виде. На этот раз в качестве более весомого аргумента скептически (отчасти обоснованно) настроенным научным кругам авторы предложили сразу несколько видеороликов.

В своем нынешнем исполнении аппарат, заключенный в герметичный ударопрочный корпус размером 29 х 12 см с баллонами, наполняемыми кислородом позволяет находиться и дышать под водой в течение 45 минут на глубине до 4.5 м. Ясно, что при такой длительности погружения речь о какой-то специальной подготовке спортсмена, равно как и об ее отсутствии не идет.

«Triton» включает в себя несколько компактных элементов, взаимодействующих между собой. Основными деталями являются:

  • загубник из пластика для удобной эксплуатации;
  • боковые крылья, создающие эффект жабр;
  • камеры для отделения кислорода от жидкости.

Чешуйчатая структура боковых крыльев эмитирует жабры и скрывает отверстия, через которые проходит вода. После попадания в респиратор, происходит деление частиц. Отчищенный кислород поступает по загубнику в организм человека, позволяя дайверу дышать во время плавания.

Ограничение связано с емкостью модифицированной литий-ионной батареи, обеспечивающей работу электронной схемы устройства, в состав которого вошли: вибромоторчик и LED-модуль сигнализации, микро-компрессор, обеспечивающий, как утверждают авторы проекта, требуемую интенсивность нагнетаемого потока кислорода, воздушная камера, где осуществляется преобразование кислорода в воздух, пригодный для дыхания и клапан для отвода выдыхаемого воздуха, фильтры и мембраны.

image

Вибрации и светодиодный индикатор в нужный момент известят дайвера о опасном уровне заряда батареи и необходимости всплывать на поверхность для “подзарядки”.

image
Структурная схема блока


Демо ролик, поясняющий концепцию “искусственные жабры”

Стоимость новинки на платформе $299. В продажу, как обещают авторы “Тритона”, гаджет поступит уже в декабре текущего года по цене $399.

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

Искусственные жабры Amphibio от японского дизайнера Джуна Камэи

Сегодня умение дышать под водой без громоздкой аппаратуры и баллонов с кислородом кажется над таким же нереальным, как и трансатлантический перелёт для наших предков. Японский дизайнер Джун Камэи представил необычный аксессуар Amphibio, который поможет человечеству приблизиться к реализации мечты о свободном дыхании под водой.

Искусственные жабры Amphibio от японского дизайнера Джуна Камэи

Jun Kamei / Kathryn Strudwick

Джун Камэи – японский дизайнер, который черпает своё вдохновение из окружающей среды. Мужчина закончил Токийский Университет и Королевский колледж искусств в Лондоне. Кроме того, он имеет немалый опыт сотрудничества с японской лабораторией RCA-IIS в качестве дизайнера и материаловеда. Камэи всегда стремился использовать в своих работах мудрость природы – данный подход к дизайну называется биомимикрией. Джун чрезвычайно обеспокоен будущим нашей планеты: глобальное потепление привнесёт значительные изменения в городскую среду, ведь многие прибрежные города когда-то окажутся под водой, и людям придётся адаптироваться к новым условиям.

Читайте также  Можно ли беременным посещать бассейн

Climate Central Surging Sea

В качестве альтернативы тяжёлому снаряжению для дайвинга Камэи разработал аксессуар под названием Amphibio. Наблюдая за водоплавающими насекомыми, Джун обратил внимание на способность их тел отталкивать воду, создавая вокруг себя тонкий слой воздуха. Насекомые остаются почти полностью сухими и усваивают кислород из воздушного кармана, при чём количество кислорода постоянно пополняется из окружающей его воды. При содействии лаборатории RCA-IIS он спроектировал искусственные жабры для человека, работающие по тому же принципу.

Jun Kamei Искусственные жабры Amphibio от японского дизайнера Джуна Камэи Jun Kamei

Amphibio представляет собой комплект из маски и подобия спасательного жилета, напечатанных на 3D-принтере из пористого водоотталкивающего материала. Оборки жилета увеличивают площадь воздушного кармана, тем самым увеличивая объём кислорода, доступного пловцу. Кроме того, пористый материал выполняет функцию фильтра, который очищает выдыхаемый воздух от углекислого газа.

Jun Kamei Искусственные жабры Amphibio от японского дизайнера Джуна Камэи Jun Kamei

Пока что в распоряжении дизайнера имеется лишь прототип искусственных жабр Amphibio. Он выполняет свою главную функцию – образование воздушного кармана и концентрацию кислорода, но всё равно не даёт человеку полной свободы дыхания под водой. Дело в том, что для обеспечения полноценной жизнедеятельности взрослому человеческому организму необходимо огромное количество кислорода. В состоянии покоя мы потребляем около 250 мл кислорода в минуту, а за час наши лёгкие забирают из воздуха более 15 литров. В воде присутствуют молекулы кислорода, однако имеющийся прототип извлекает их недостаточно быстро.

На данном этапе работ для удовлетворения потребности организма в кислороде необходимо значительно увеличить площадь Amphibio – примерно до 32 м 2 . Такие изменения формы аксессуара полностью нивелируют его преимущество над громоздким специализированным снаряжением. Джун считает, что для повышения скорости газообмена между водой и «жабрами» необходимо увеличить пористость материала, таким образом, достигнув большей площади при сохранении комфортных габаритов снаряжения.

Искусственные жабры Amphibio от японского дизайнера Джуна Камэи

Jun Kamei

Хотя изначально идея Камэи была рассчитана на антиутопическое будущее с затопленными городами, Amphibio сможет найти применение и в современном мире. В частности, подобный аксессуар может показаться полезным профессиональным пловцам или любителям, а также сотрудникам поисково-спасательных учреждений и т. п.

Амфибио, носимые жабры для дыхания под водой

Amphibio — это одежда с 3D-печатью, которая позволит человеку дышать под водой без необходимости использования кислородных баллонов.

Амфибио, носимые жабры для дыхания под водой

Дышать под водой без помощи громоздкого снаряжения кажется нереальным. По крайней мере, каким нереальным должен был казаться полет человека накануне Kitty Hawk.

Это должно быть то, что думал дизайнер Джун Камей когда в 2018 году он создал Amphibio, носимый аксессуар, напечатанный на 3D-принтере, который действует как искусственная жабра для дыхания под водой без резервуаров. Это не маска для дыхания под водой. Это просто целая дыхательная система.

По его интуиции, однажды у людей действительно может возникнуть альтернативный способ дыхания под водой.

Может быть, вы также заинтересованы

Fresh Fridge, холодильник с волшебным зеркалом, улучшающим питание

YATAI-E, ресторан уличной еды будущего «автономного поколения»

Knubben Harbour Bath, норвежская островная площадь, возвышающаяся над морем.

Кухня, концепция ланч-бокса со встроенной духовкой

Камей, выпускник Королевского колледжа, наладил творческое сотрудничество с лабораторией дизайна RCA-IIS в Токио. Результат — то, что вы видите на картинке. Искусственные жабры футуристичны и «стильны». Когда мы говорим «дыши дизайном».

На веб-страницах презентации проекта вы можете прочитать генезис концепции. «Я наблюдал, как будущее нашей городской среды изменится с глобальным потеплением, и меня глубоко интересовали цифры повышения уровня моря и то, как дышать под водой».

дизайн

Давайте на мгновение забудем об апокалиптическом видении (которое кажется почти вдохновленным Миядзаки из «Конана, мальчика будущего»): объект имеет собственное достоинство. Это настоящие искусственные жабры. С маской дыхание под водой менее элегантно, согласны? Обычно ты плаваешь под водой, не дышишь.

Amphibio — это одежда из двух частей, напечатанная на 3D-принтере: своего рода жилет и настоящая маска из «супергидрофобного» (или чрезвычайно водоотталкивающего) материала, который извлекает кислород из окружающей воды и рассеивает углекислый газ.

Амфибио это рабочий прототип, а не простое эстетическое упражнение: он даже был протестирован на плавании и тренировках в бассейне аквариума. Эта маска для подводного дыхания делает именно то, для чего она была создана. Да, теоретически он позволяет дышать под водой. То есть: это не как дышать водой, они не как рыбьи жабры, а почти.

Конечно, правильное функционирование устройства не означает, что в настоящее время его достаточно для дыхания человека.

Несмотря на улучшения, произошедшие в последние месяцы, чтобы человеку было достаточно кислорода, чтобы дышать под водой, искусственные жабры должны быть размером 32 квадратных метра. Определенно больше, чем пара цилиндров, не так ли? Кто знает, как трудно плавать с этим гигантским простыней.

Камей имеет в виду виновника этой патовой ситуации: нас. «Сложность заключается в большом потреблении кислорода. Мы, люди, потребляем слишком много. Даже если кислород растворен в воде, скорость, которая должна быть поглощена при плавании через жабры, огромна, что требует очень большой поверхности жабр », — сказал дизайнер.

Совершенно верно. Если бы мы были грызунами, было бы легче дышать в воде, черт нас побери, людей. Новички!

Недавние разработки его концепции, все еще малоизвестные, предполагают улучшение характеристик, достигаемое с использованием мембран в наноматериалах: вместо увеличения длины жабр можно будет улучшить поглощение кислорода и, таким образом, получить возможность дышать в воде.

Ожидая улучшения технологий 3D-печати и материаловедения, которые сделают Anfibio жизнеспособным проектом, позволяющим дышать под водой, Уверен, что этот шалфей скоро найдет применение. Помимо масок для дыхания под водой: жабры повлияют на рекреационный сектор, или возможно в военном.

У дайверов появятся жабры

У дайверов появятся жабры

На днях интернет был взбудоражен сообщением о разработке корейского дизайнера Ебьюна Йона (Jeabyun Yeon). Якобы он создал удивительную маску для ныряльщиков под названием Triton, с помощью которой можно находиться на дне морском без акваланга. Потому что необходимый для дыхания кислород извлекают прямо из воды специальные фильтры маски.

Как поясняет сам Йон на своем сайте, фильтры, расположенные по бокам, выполнены в виде полых трубочек с отверстиями, диаметр которых меньше молекул воды. Компрессор прокачивает воду сквозь трубочки, она разлагается на водород и кислород. Кислород поступает в загубник, из него — ныряльщику, водород — в отходы. Вот такая гениальная простота.

Как рыба в воде

Понятно, что изобретение корейца подразумевает переворот в подводном плавании. Избавиться от громоздких аквалангов мечтают все ныряльщики. У многих, простите за каламбур, аж дух захватило от грядущей перспективы уже завтра уподобиться рыбам в воде.

Увы, этот самый Triton всего лишь концепт. То есть, недействующая модель, эдакое дизайнерское решение, пока не подкрепленное реальными элементами. Даже если предположить, что действительно можно разложить воду на кислород и водород посредством крошечных дырочек в трубочках, потребуется мощнейший компрессор, способный преодолеть гигантское гидравлическое сопротивление, прокачивая воду сквозь них. Такого насоса нет. Дизайнер ждет, пока появится — достаточно компактный при этом.

Читайте также  Какие мышцы задействованы при плавании

Нет и источника питания для привода компрессора. Йон грезит неким крошечным аккумулятором следующего поколения — в 30 раз меньше нынешних, который будет заряжаться в тысячу раз быстрее.

Специалисты подмечают и другую проблему: в любом случае одним кислородом дышать нельзя. Для длительных погружений на пристойные глубины надо смешать его, к примеру, с азотом. А откуда Triton добудет азот? Такое вообще не предусмотрено. Значит, все-таки придется брать с собой баллоны?

Словом, конкретно от корейской «маски» никакого толка нет. Но это не значит, что революция в дайвинге совсем уж не предвидится. Ученые давно уже взялись за жабры. Правда, они не столь красивы и компактны, как у дизайнера Йона. Но зато реально работают.

Хомячки-дайверы

В экспериментальных устройствах задействованы так называемые мембраны — тонкие силиконовые пленок, способные буквально отцеживать из жидкостей растворенные в них газы.

— Простейшие искусственные жабры — это коробочка, обтянутая мембраной, — говорит пионер подводного движения Уолтер Робб из фирмы «Дженерал электрик». — Поместите ее в воду, и внутрь будет просачиваться кислород, которым можно дышать. А углекислый газ станет выходить наружу.

В 1961 году, спустя считанные месяцы после появления первых мембран, Уолтер уже соорудил «жабры» для хомячков. Они и стали первыми «ихтиандрами». Хотя и не ныряли. Просто жили в коробочке. Но под водой.

Ученые подсчитали: чтобы обеспечить воздухом человека, нужна коробочка, площадь мембранной поверхности которой составляла бы не менее 80 квадратных метров. Многовато. Эдвард Кушлер, последователь Уолтера из университета Миннесоты, попробовал компактно упаковать пленку в кассеты. Максимум, что ему тогда удалось, так это сделать дыхательное устройство для собаки. В роли Муму-Ихтиандра выступил Муггинс — терьер жены Эдварда. С камнем на шее и в квадратном шлеме, соединенном с искусственными жабрами, кобелек провел 3 часа под водой реки Миссисипи. Остался жив.

В 80-е годы японцы из фирмы «Фуджи» сделали уже «человеческие» искусственные жабры. Размером с гроб. Ныряльщик толкал его перед собой. Но извлечь из воды больше 16 процентов кислорода не получалось. А нужно 21 процент.

Рука американской военщины

По газетам и журналам кочуют слухи, будто бы в начале 80-х годов супруги Джозеф и Цилия Бонавентура из Университета Дьюка в Северной Калифорнии создали некое принципиально новое устройство — искусственные жабры, которые извлекали кислород из воды так, как это делают рыбы. А именно — благодаря своему особому гемоглобину. Само устройство размером с книгу крепилось на спине ныряльщика. Якобы его купил Пентагон. И теперь тиражирует в секретных лабораториях для подводных диверсантов. Оказалось, что доля правды тут есть.

— Нам действительно удалось частично сымитировать рыбьи жабры, — рассказала Цилия Бонавентура, которую отыскал корреспондент журнала «Нью сайнтист». — С помощью синтетического аналога гемоглобина. Далее предполагалось сделать следующее: в одной петле устройства извлекать кислород из воды. А в другой — отбирать его уже из «гемоглобина», воздействуя электрическим током. В модельных экспериментах это получалось. Но самого устройства мы не изготовили. У нас купили его чертежи и право на дальнейшие разработки. Но отнюдь не Пентагон, а фирма, которая занималась созданием искусственной крови и аппаратов для ее циркуляции. Жабры ее совсем не интересовали.

Нам теперь морской по нраву дьявол

Похоже, что дальше всех продвинулся израильский изобретатель Алон Боднер со своим устройством, под названием «Как рыба» (LikeAfish ).

— В воде, даже на глубине нескольких сотен метров, растворено примерно 2 процента воздуха, — рассказывал Боднер в интервью израильскому радио. — Именно его я и намерен извлекать. Подчеркну, извлекать не кислород, а воздух, пригодный для дыхания. То есть сразу вместе с азотом.

Изобретатель решил использовать не мембрану, а центрифугу, которая создает разрежение в специальной камере. А при низком давлении воздух сам начинает выходить из воды, словно пузырьки из открытой бутылки газировки или шампанского.

Эксперименты показывают: чтобы человек нормально дышал и стал бы настоящим морским дьяволом, достаточно пропускать через устройство по 200 литров воды в минуту. А то и меньше. И это, по словам Боднера, реально.

Израильским изобретением заинтересовались военные. Для начала они хотели бы установить «жабры» на подводную лодку.

Я водяной, я водяной…

Первым «решил» проблему подводного дыхания советский писатель-фантаст Александр Беляев. Ихтиандру, герою его знаменитого романа «Человек-амфибия», папа-трансплантолог пересадил жабры акулы. Заменил ими легкие. И всех дел. В результате сынок стал «морским дьяволом» и сильно преуспел в ловле жемчуга.

Мечта образца середины 20-х годов прошлого века так и осталась несбыточной. Хотя попытки по наделению людей некоторыми рыбными способностями все же были предприняты.

Например, появилась идея оснастить организм человека неким приспособлением, которое насыщало бы непосредственно кровь извлеченным из воды кислородом. В это по крайней мере верил легендарный исследователь подводного мира Жак-Ив Кусто. Еще в 1962 году он предрекал появление в будущем «Человека Водяного» — Homo Aquaticus, которому хирургическим путем будут вшиты искусственные жабры. «С их помощью мы обойдем легкие и сможем жить и дышать на любой глубине сколь угодно долго без какого-либо вреда», — говорил он.

Тогда, в начале 60-х, такое было чистой фантастикой. Вроде пересаженных акульих жабр. Сегодня — теоретически не исключено. Уже созданы синтетические жидкости, которые удерживают и переносят в 20 раз больше кислорода, чем настоящий гемоглобин. И ученые не отрицают: можно в принципе вшить человеку устройство, извлекающее кислород из воды и насыщающее им кровь, минуя легкие. Но об экспериментах — чтобы с жабрами и прямо на людях — ничего пока не известно.

Герасим мог бы откачать Муму

Распространенное зверство: топить новорожденных щенков и котят. «Палачи» думают, что такая казнь весьма гуманна. Мол, зверьки быстро захлебываются и дохнут, не мучаясь. На самом деле это не так. Новорожденные крысята, к примеру, оживают через 40 минут после утопления. А собаки, особенно щенки, иной раз не умирают и по часу, как показывают эксперименты. Иными словами, если бы Герасим успел вернуться за утопленной им Муму, то мог бы ее и откачать. Ведь млекопитающие, как выяснилось, способны какое-то время «дышать» растворенным в воде кислородом. И человек бы мог. Если бы имел возможность прокачивать сквозь свои легкие большое количество воды. Но она — вода — вязкая, не проникает так же легко, как воздух.

— Нужны трубки, вставленные в трахею, и насос для прокачки, — говорит Рональд Хиршл, хирург университета Мичигана (США), — то есть принудительная циркуляция. И человек будет дышать жидкостью.

Доктор не фантазирует. Он уже использует подобную методику для лечения легочных заболеваний. И не исключает, что когда-нибудь ее удастся приспособить для ихтиандров. Но прежде надо будет решить другую проблему — продезинфицировать воду. Иначе неминуемо воспаление легких.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: