25 июл 2023 7

Потеющий робот может помочь ученым лучше понять влияние жары на человека

Что происходит с телом человека при тепловом ударе? Как мы можем защитить себя при высоких температурах? Чтобы ответить на эти животрепещущие вопросы, исследователи из Аризоны создали робота способного дышать, потеть, а также имитировать состояние лихорадки.

Столица юго-западного штата Феникс в настоящее время переживает самую длинную волну тепла в истории: в пятницу ртутный столбик превысил 110 градусов по Фаренгейту (43 градуса по Цельсию) 22-й день подряд, и многие исследователи считают это демонстрацией того, что произойдет в мире, затронутом изменениями климата.

Для человека такая жара представляет собой потенциально смертельную угрозу, которая до сих пор полностью не изучена. Но для ANDI — единственного в своем роде робота-гуманоида из Университета штата Аризона — это хороший шанс продемонстрировать свои способности.

Это первый в мире уличный тепловой манекен, который мы можем регулярно выносить на улицу и измерять, сколько тепла он получает от окружающей среды.

ANDI — это очень реалистичный способ экспериментального измерения того, как человек реагирует на экстремальные климатические условия, не подвергающий опасности самих людей

— профессор машиностроения Конрад Рыкачевски.

На первый взгляд ANDI, что означает Advanced Newton Dynamic Instrument, напоминает простой манекен для краш-тестов. Однако, за его обшивкой из эпоксидной смолы и углеродного волокна скрывается кладезь технологий, таких как сеть подключенных датчиков, которые оценивают тепло, распространяющееся по телу.

ANDI также имеет внутреннюю систему охлаждения и поры, позволяющие ему дышать и потеть. Существует 35 независимых тепловых зон, и, как и люди, робот, на создание которого ушло более полумиллиона долларов, больше потеет со спины.

До сих пор существовало всего около дюжины манекенов такого типа, но ни один из них не позволял производить измерение на улице. В основном такие манекены использовались производителями спортивного инвентаря для тестирования технической одежды в термокамерах.

Гипертермия, состояние 21 века

Исследователи надеются, что робот поможет лучше понять гипертермию, то есть когда тело перегревается, состояние, которое угрожает растущей части населения мира в результате глобального потепления.

По очевидным этическим причинам никто не измеряет повышение температуры тела, когда у кого-то тепловой удар. Как нам переосмыслить то, как мы одеваемся? Как мы можем изменить наши модели поведения и приспособится к экстремальным температурам?

— Конрад Рыкачевски.

Стоит учитывать, что влияние тепла на организм человека все еще не до конца изучено. ANDI дает исследователям возможность лучше исследовать этот вопрос.

В сопровождении MaRTy (Mean Radiant Temperature), мобильной метеостанции, которая измеряет тепло, отражаемое окружающими зданиями, робот делает свои первые шаги на открытом воздухе в Фениксе — идеальной лаборатории для подготовки к климату завтрашнего дня.

Энди можно бесконечно перепрограммировать. Исследовательская группа может сделать цифровых двойников манекена, чтобы смоделировать ситуации характерные для разных слоев населения

— Дженнифер Ванос, климатолог, один из участников проекта.

Например, чем старше вы становитесь, тем меньше потеете. Молодым людям потребуется защита отличная от предназначенной для спортсменов или людей со слабым здоровьем. С помощью ANDI ученые могут моделировать механизмы терморегуляции, характерные для каждого отдельного человека.

Phoenix, испытательная лаборатория будущего

Исследователи также могут протестировать робота в различных ситуациях. Например, в Фениксе сухо, а как насчет влажного тепла? Как организм человека справляется с горячим ветром?

Подобные исследования будут полезны для разработки термостойкой одежды, переосмысления городского планирования и защиты наиболее уязвимых слоев населения. В Фениксе, где каждое лето открываются десятки центров охлаждения для бездомных, выводы, полученные с их помощью могут направить действия социальных работников.

Как долго человек должен оставаться в центре охлаждения, чтобы охладиться, чтобы его внутренняя температура снова снизилась до безопасного уровня? Мы можем ответить на этот вопрос вместе с Энди

— Дженнифер Ванос.

Команда также надеется разработать недорогие датчики, которые будут использоваться на строительных площадках для корректировки рабочего времени в зависимости от температуры, ощущаемой на месте, и состояния здоровья рабочих, а не в зависимости от общих погодных условий.