软体外骨骼让潜水员省气近三成，同一气瓶多潜四成时间

每个水肺潜水员下水前都会围着同一个数字做计划：气瓶多久见底。深度、水温、水流和体力消耗都会加速这个过程，而气一用完，这次潜水就结束了。

一套为潜水员打造的软体机器人外骨骼，在人体试验中把佩戴者的呼吸速率降低了近 30%。这个数字直指所有潜水员最想要的东西：在同一个气瓶上多待一会儿。

这套系统叫 PEAKED，全称是 Performance-Enhancing Assistive Kicking Exosuit for Diving（潜水用性能增强助力踢腿外骨骼），来自中国科学院深圳先进技术研究院吴新宇教授的团队。团队在《Science Robotics》的一篇 Focus 文章中给出了设计与实验证据，这也是他们目前最成熟的一款装置：一套穿在髋部的软体外骨骼，在踢腿过程中帮腿一把，而不是和腿较劲。

少呼吸 30% 的气，对潜水员意味着什么

研究人员测量的是呼吸分钟通气量，即潜水员每分钟吸入的气体体积。在装备提供助力时，采用最普遍的平板踢腿（flutter kick）方式，这一数值下降了 29.77%。

换成蛙泳踢腿（frog kick），降幅为 25.70%；沿水底行走时为 18.35%。

把这组数字换算一下，含义很直接：在同样的速度下每分钟少消耗约 30% 的气，同一气瓶见底的速度也就慢约 30%，相当于在你设定的备用量之前，水底停留时间约为原来的 1.4 倍。

原本 40 分钟就不得不结束的作业潜水，在相同工作负荷下可以拉长到接近 55 分钟。

需要说明的是，这是实验室数据推出的算术结果，而不是承诺。测试在受控条件下按固定节奏进行，真实潜水还要叠加深度、低温、水流和任务负荷，这些都会让实际耗气量上下浮动。不过髋部助力确实从每一次踢腿中分担走了一部分做功，气瓶表会把这笔账记下来。

水在两个方向上都施加阻力，这套装备正是为此设计

为陆地设计的外骨骼，出发点是另一个问题。仓储和工厂里的助力服主要帮身体对抗重力搬运重物，而在水下，浮力已经承担了重量，这份工作基本消失了。

水带来的是阻力，而且它几乎在整段踢腿过程中都作用于腿部，无论伸出去还是收回来。

PEAKED 的设计就建立在这个差异之上。它采用柔软顺应的结构而非刚性框架，让腿部保留大幅度的自然活动范围；同时助力动作的往复两个半程：腿向前摆时的髋屈曲，以及腿向后蹬时的髋伸展。

助力还必须与动作匹配。研究人员指出，结构、时机和方向都要随任务改变，因为平板踢腿、蛙泳踢腿和沿底行走对腿部的负载模式各不相同，只针对一种步态调校的助力服，在另外几种动作上反而会拖后腿。

控制权始终在潜水员手里。动力作用于腿部，但这套装置不导航、不做决策、也不接管浮力；佩戴者保有对潜水的完全控制和对周围环境的直接感觉，这种克制是刻意保留的。

最先受益的不是度假中的潜水员

休闲潜水员看到这些数字，大概会想到一趟更长的礁区潜游，那也许确实是这项技术最终落地的地方。但更近的应用场景是作业潜水。

顶着船体保持位置进行检查的潜水员、在水产养殖网箱间行走的工人、有任务要完成并正在和时间赛跑的打捞与军事潜水员，对他们来说，一个气瓶慢 30% 见底并不是舒适度问题，而是每潜能做更多工作、更少往返换瓶。

由北京大学王启宁教授带领的团队测试过一套绳驱动的膝部助力外骨骼（助力在膝而非髋），在 6 名经验丰富的潜水员参与的试验中，耗气量降低了 22.7%，股四头肌用力减少约五分之一。两个实验室、两个关节、同一个方向：助力是有效的，尚在公开讨论中的分歧在于助力位置与控制策略。

过去十年里，外骨骼在陆地上不断证明自己：仓库、工厂和康复诊所，那里的物理环境相对友好。水可不友好。它抗拒任何移动，会灌进一切带缝隙的东西，还会惩罚多余的体积。经过同行评审的证据表明动力助力在水下依然划算，这才让这项技术摆脱「猎奇」的标签。

从实验室到潜水船，还隔着什么

研究人员自己列出了尚未解决的问题，而且没有一个是小问题。量产装备必须与气瓶、浮力补偿装置（BCD）以及潜水员本就穿着的配重整合在一起，不能勾挂，也不能让负载偏移。它必须保持防水，在压力下反复可靠工作，一潜接一潜。它还必须能在紧急情况下快速脱卸，因为任何无法在几秒内抛弃的装备都是危险而非帮助。

团队给出的后续方向包括个性化助力——让装备根据潜水员本人、动作和任务自行调整；以及姿态稳定，即帮助潜水员保持身体配平与位置。两者都是研究方向，而不是规格表上的功能。

PEAKED 目前是一套研究系统，没有产品，没有价格，也没有发售日期，上面那些集成难题都真实存在。今天已经拥有的，是来自受控人体试验的证据：一套穿在髋部的软体装备，让潜水员在使用最常见的踢腿方式时，每分钟少呼吸近 30% 的气。