Examen Beoordeling

25 maart 2016 | Van Sean McCoy

Het vermogen om onderwater te ademen zonder last van zwaar materieel is een veel voorkomende droom. Helaas lijkt het ook een pijplijn te zijn met honderden hoopvolle onderwateronderzoekers die veel geld verdienen ($ 700.000 in slechts enkele dagen) voor een product met een dubieus ontwerp, en het aantal groeit.

De Triton, die momenteel geld inzamelt op Indiegogo, beweert 's werelds eerste' kunstmatige kieuwen-rebreather 'te zijn, een concept dat de topwetenschappers en militaire aannemers al jaren ontgaat. Als het waar is, zou het een revolutie teweegbrengen in het snorkelen en recreatief duiken.

Experts zeggen dat de claims van Triton vet en ongeloofwaardig zijn, en het gebrek aan verificatie door derden of branche-ervaring werpt rode vlaggen op.

We hebben per e-mail contact opgenomen met Triton (het bedrijf heeft geen telefoonnummer of adres vermeld op haar website, Facebook-pagina of Indiegogo-campagne, rode vlag nummer één). Het bedrijf heeft niet gereageerd op ons verzoek om informatie.

We spraken ook met verschillende experts - Ph.D's bij Divers Alert Network en Deep Sea News, duikontwerpers en onderzoekers in menselijke fysiologie.

De consensus: De Triton wordt geconfronteerd met beperkingen in batterijontwerp, opslag onder hoge druk en filtratie die waarschijnlijk tientallen jaren niet zal worden overwonnen.

We willen graag dat dit product echt is. Het zou ondiep duiken voor altijd veranderen. Als het effectief blijkt te zijn, zullen we kraai eten en in de rij staan ​​om er een te kopen nadat het bedrijf beweert dat ze in december 2016 worden geleverd (of zodra een derde partij verifieert dat ze echt werken zoals beloofd). Maar voor nu zijn wij en vele anderen sceptisch.

Kunstmatige kieuwen maken

In mijn toespraak vandaag zal ik het> geven van enige achtergrond enzovoort onderzoeken en dan zal ik de technologische toepassingen uitleggen, inclusief een kort, zeer eenvoudig experiment dat ik heb uitgevoerd.

Beginnend met de achtergrond. Zoals iedereen weet, hebben alle levende wezens zuurstof nodig om te leven. Zoogdieren nemen zuurstof op uit de atmosfeer door hun longen te gebruiken, en vissen nemen zuurstof op uit water met behulp van hun kieuwen, die zich natuurlijk in de meeste vissen aan weerszijden van hun hoofd bevinden.

Maar mensen hebben er altijd van gedroomd om onder water te kunnen zwemmen zoals de vissen, zonder ademhalingstanks te ademen. Ik weet niet of iemand van jullie heeft gedoken, maar het is heel vervelend om al die apparatuur te moeten gebruiken. Je hebt een speciale training nodig en algemeen wordt aangenomen dat tanks te zwaar en groot zijn om de meeste mensen in staat te stellen comfortabel te bewegen en onderwater te werken. Dus wetenschappers proberen een andere tack: in plaats van mensen die een zuurstofvoorraad dragen terwijl ze onder water gaan, zou het niet mogelijk zijn om zuurstof ter plaatse te extraheren, dat wil zeggen rechtstreeks uit het water, tijdens het zwemmen?

In de jaren zestig voorspelde de beroemde onderwateronderzoeker Jacques Cousteau bijvoorbeeld dat op een dag een operatie zou kunnen worden gebruikt om mensen van kieuwen te voorzien. Hij geloofde dat onze longen konden worden omzeild en dat we net zo natuurlijk onder water zouden leren leven als op het land. Maar natuurlijk zouden de meesten van ons liever niet zo ver gaan.

Ik heb gekeken naar een aantal vrij eenvoudige technologieën die zijn ontwikkeld om zuurstof uit water te extraheren - manieren om een ​​eenvoudige, praktische kunstmatige kieuw te produceren waarmee mensen zonder schade in water kunnen leven en ademen. Nu, hoe wetenschappers en uitvinders dit deden, was om te kijken naar de manier waarop verschillende dieren hiermee omgingen - vrij duidelijk keken ze naar de manier waarop vissen ademen, maar ook hoe ze naar beneden gaan en naar de oppervlakte drijven met behulp van opblaasbare zakjes, zwemblaas genoemd. Wetenschappers keken ook naar dieren zonder kieuwen, die luchtbellen onder water gebruiken, in het bijzonder kevers. Deze insecten proberen lang onder water te blijven door te ademen uit deze luchtbel die ze onder hun vleugels houden.

Door naar deze dieraanpassingen te kijken, begonnen uitvinders hun eigen 'kunstmatige kieuwen' te bedenken. Nu is het maken van een grove kieuw eigenlijk vrij eenvoudig - eenvoudiger dan je zou denken. Je neemt een waterdichte doos. die is gemaakt van een materiaal dat permeabel is voor gas, dat wil zeggen dat het dat toelaat doorgaan, naar binnen en naar buiten. Je vult dit dan met lucht, bevestigt het aan het gezicht van de duiker en gaat onder water naar beneden. Maar een cruciale factor is dat de duiker het water in beweging moet houden, zodat zuurstofrijk water altijd in contact staat met de kieuw, zodat hij niet echt stil kan blijven. En om dit contact te maximaliseren, is het nodig dat je kieuw een groot oppervlak heeft. Verschillende kieuwontwerpers hebben dit probleem op verschillende manieren aangepakt, maar velen kiezen ervoor om een ​​netwerk of roosteropstelling te gebruiken klein buizen als onderdeel van hun kunstmatige kieuwen. Dan kan de duiker in en uit ademen - zuurstof uit het water stroomt door de buitenmuren van de kieuw en koolstofdioxide wordt uitgestoten. In een notendop, zo werkt de kunstmatige kieuw.

Dus toen ik over deze eenvoudige kieuwmechanismen had gelezen, besloot ik er zelf een te maken. Ik volgde de procedure die ik zojuist heb beschreven en het werkte behoorlijk goed toen ik het in het zwembad probeerde. Ik heb bijna veertig minuten onder water geduurd! Ik heb echter gelezen over andere mensen die verschillende uren door hun kieuw ademen.

Dus de basisdruk bouwt op en een hele andere reeks problemen wordt daardoor veroorzaakt. Er wordt onderzoek gedaan naar hoe deze problemen kunnen worden opgelost. maar dat is een ander verhaal dat het onderwerp van een ander gesprek moet zijn!

Ondanks deze ernstige beperking, hebben veel mensen hoge verwachtingen van de kunstmatige kieuw en denken ze dat het toepassingen kan hebben die verder gaan dan alleen het inschakelen van indiv> onderzeeërs. waardoor ze maandenlang onder water kunnen blijven zonder toevlucht te nemen tot potentieel gevaarlijke technologieën zoals kernenergie. Nog een> brandstofcellen. Deze kunnen machines onder water aandrijven, zoals robotapparatuur.

Volgens mij is dit dus een technologiegebied met een groot potentieel. Als iemand vragen heeft, beantwoord ik deze graag.

Van Robin Andrews

Als het te mooi klinkt om waar te zijn, is het waarschijnlijk. Heeft NASA een warp-drive bedacht? Geen kans. Is recent een knaagdier van 1,2 meter lang in Londen gevonden? Waarschijnlijk niet. Het nieuwste lid van deze gekke menagerie is misschien een nieuw apparaat dat wordt getoond op de crowdfunding-site Indiegogo die beweert dat de gebruiker onder water kan ademen.

Het op de mond gebaseerde apparaat wordt op de markt gebracht als 'de toekomst van onderwater ademhalen' en beschikt over kunstmatige kieuwen die de gebruiker tot 45 minuten van zuurstof voorzien bij een maximale duikdiepte van 4,6 meter (15 voet). Het maakt gebruik van een microporeus filter met kleine gaatjes erin, klein genoeg om te voorkomen dat het water binnendringt, maar groot genoeg om opgeloste, "vrij zwevende" zuurstof binnen te laten.

Aangedreven door een supercharged lithium-ion batterij, wordt deze gestolen zuurstof vervolgens gecomprimeerd en bewaard in een ingebouwde opslagtank, klaar om te ademen. Ta da! Onderwater bevrijding is van jou, collega-duiker, je kunt je omvangrijke duikuitrusting voorgoed weggooien. Behalve, natuurlijk, zijn er verschillende fundamentele wetenschappelijke problemen met dit concept.

Ten eerste is dit apparaat niet bijzonder groot. Het is zelfs slechts 29 centimeter (11,5 inch) lang. Om voldoende zuurstof uit het water te filteren zodat de gebruiker, weet u, niet sterft, zou een apparaat van deze grootte elke minuut 90 liter water moeten kunnen doorlaten, terwijl het op 100 procent efficiëntie werkt .

Dat is ongeveer zes tuinslangen die de druk waard zijn. De enige manier om dit te doen is om de zwemmer te laten bewegen met snelheden die Usain Bolt doen blozen.

Het comprimeren van de zuurstof zou ook veel energie kosten, dus de boordbatterij zou krachtig moeten zijn - zo krachtig dat, volgens Andrew David Thaler, een diepzee-ecoloog die met Business Insider sprak, het niet beschikbaar is op de markt nog niet.

Het inademen van pure zuurstof onder druk brengt ook zijn eigen gezondheidsproblemen met zich mee. Te veel hoge druk zuurstof kan na verloop van tijd ernstige schade aan uw ademhalingswegen en centrale zenuwstelsel veroorzaken.

Een deskundige gebruiker van Reddit heeft erop gewezen dat het apparaat het water zou kunnen elektrolyseren, waarbij een elektrisch circuit wordt gebruikt om de watermoleculen te splitsen in waterstof en kostbare zuurstof. Inderdaad, dit is hoe onderzeeërs de zuurstof produceren die ze nodig hebben voor hun lang ondergedompelde bemanning, die vervolgens wordt gemengd met lucht in het vaartuig om het ademend te maken.

Dus zou Triton het water op deze manier kunnen elektrolyseren? Waarschijnlijk niet. Dat zou heel wat elektrische energie vergen - de waarde van een kernreactor in feite, om genoeg zuurstof snel genoeg te produceren. Het is onwaarschijnlijk dat Triton een kernreactor erin heeft en zelfs als dat zo is, is het waarschijnlijk niet verstandig om er een aan je gezicht te bevestigen.

Dus, begrijpelijk, blijven velen sceptisch over de beweringen van Triton, zoals ze al minstens twee jaar zijn. Buitengewone claims vereisen immers buitengewoon bewijs.

Merkwaardig genoeg heeft dit niet verhinderd dat het Indiegogo-project zijn financieringsdoel van $ 50.000 dollar al heeft bereikt. In feite klokt het nu op $ 820.000, waaruit blijkt dat ten minste 2.205 donateurs niet worden beïnvloed door een serieus dodgy wetenschap.

Waarom ‘Triton’ niet werkt zoals wordt beweerd

Om te begrijpen hoe moeilijk het is om lucht aan water te onttrekken, moet je teruggaan naar de middelbare school. Water in meren, oceanen en poelen bevat lucht uit de atmosfeer in oplossing.

Om oplossingen uit water te verwijderen terwijl onder water is geen gemakkelijke taak. Maar we zullen deze startup het voordeel van de twijfel geven en toestaan ​​dat ze met een revolutionaire technologie komen die 100 procent opgeloste zuurstof uit water verwijdert.

Om in optimale omstandigheden te functioneren, zou de Triton elke minuut tussen 45 en 90 liter water door dit apparaat moeten pompen

Zelfs als dit waar is (topwetenschappers hebben hier al tientallen jaren moeite mee), zal het apparaat nog steeds perfect de zuurstof uit 46 tot 90 of meer liter (mijn berekeningen) water per minuut moeten verwijderen om voldoende zuurstof voor een mens te leveren in rust metaboliseren. Bij elke inspanning stijgt dat aantal dramatisch. Maar we zullen genoegen nemen met "in rust" voor starters, want zelfs dat zou een wereldveranderende revolutie in technologie zijn.

Zuurstofextractie uit water is niet eenvoudig

Met behulp van een gestandaardiseerde tabel van oplosbaarheid in zuurstof kan men afleiden dat zoet water op zeeniveau ongeveer 9,1 mg / L zuurstof bij kamertemperatuur (68 ° F) bevat. Dat is 0,0091 gram.

Een volwassen volwassene gebruikt in rust ongeveer (1717) zuurstof per dag. Dat valt uiteen tot 0,42 gram per minuut. Dit aantal is sterk variabel, afhankelijk van de individuele stofwisseling, grootte, inspanning en meer.

Maar voor dit scenario, als je .42 deelt door .0091 krijg je ongeveer 46.1. Dat is het aantal liters water dat u per minuut moet verwerken om voldoende zuurstof te leveren om een ​​persoon in rust te ondersteunen.

Nodig: enorme pomp, hogedrukopslag, revolutionaire batterij

Mijn cijfers zijn conservatief. Anderen hebben de aannemelijkheid van deze contraceptie met een veel grotere marge ontkracht.

Dr. Alistair Dove, de voormalige hoofdredacteur van Deep Sea News, schatte dat het 90 liter water per minuut nodig zou hebben - vergelijkbaar met een 1/4 paardenpomp - om voldoende zuurstof te produceren om te ademen.

En dit zou allemaal moeten gebeuren door een kleine lithium-ionbatterij die water door een plastic apparaat zo groot als een snorkel zuigt. Bovendien herbergt dat kleine apparaat ook een compressor en luchttank om ademlucht op te slaan, en een soort regelaar (die in duikuitrusting alleen de prijs van de Triton kost) om de hogedruk opgeslagen lucht in een ademende druk te veranderen.

Deze opmerkelijke technologie - dingen die nog nooit op afstand op deze schaal zijn gedaan en die nog nooit door derden zijn getest of beoordeeld - kan van jou zijn voor slechts $ 300 als je het veld gelooft.

Ter referentie, een duikregelaar kost je $ 400 of meer, exclusief tanks. Een instap rebreather weegt meer dan 40 pond en kost je $ 6.000.

Drie grote problemen

Dr. Neal Pollock, een onderzoeksmedewerker bij het Centrum voor hyperbare geneeskunde en omgevingsfysiologie van het Duke University Medical Center, en de onderzoeksdirecteur voor Divers Alert Network, legde drie belangrijke barrières uit voor het kunstmatige 'kieuwen'-concept.

  1. Extractie van zuurstof: "Je moet allebei veel water door je product laten stromen en een middel hebben om het te scheiden," zei Pollock. “Ze hebben een soort filtersysteem waarvan ze zeggen dat het met een membraan werkt. Maar wat lokt de zuurstof door dat membraan? De verklaring is niet dwingend. "
  2. Opslag: “We ademen volumetrisch. Aan de oppervlakte zou het volume van een ademhaling ongeveer twee liter zijn tijdens het sporten (of ongeveer 0,5 liter in rust). Het systeem heeft dus een reservoir nodig om de perslucht vast te houden. Ze beweren dat dit kleine reservoir het kan vasthouden en dat het een zeer krachtige pomp nodig heeft. '
  3. Levering (meting): op de een of andere manier moet deze perslucht worden gemeten, een taak die in duikuitrusting wordt uitgevoerd door een regelaar. Op een diepte van meer dan 130 voet, of voor langdurige duiken, wordt een rebreather gebruikt die zuurstof mengt met andere gassen zoals helium en stikstof. Dat komt omdat dieper dan 15 voet, pure zuurstof giftig wordt, dus als een niet-getrainde gebruiker (iedereen kan dit product kopen) te diep gaat, kunnen ze worden vergiftigd.

"Ik geloof niet dat ze de kans hebben om dit allemaal in een klein apparaat te passen," zei Pollock.

Methoden

Er bestaan ​​verschillende mogelijke methoden voor de ontwikkeling van kunstmatige kieuwen. Een voorgestelde methode is het gebruik van liqu> dubieus - bespreek Er wordt gedacht dat een dergelijk systeem zou kunnen duiken zonder risico op decompressieziekte.

Ze worden over het algemeen als onhandig en omvangrijk beschouwd, vanwege de enorme hoeveelheid water die zou moeten worden verwerkt om voldoende zuurstof te extraheren om een ​​actieve duiker te leveren, als alternatief voor een duikset.

Een gemiddelde duiker met een volledig gesloten circuit rebreather heeft 1,5 liter zuurstof per minuut nodig tijdens het zwemmen of 0,64 liter per minuut tijdens het rusten. Dientengevolge zou ten minste 192 liter (51 US gal) zeewater per minuut door het systeem moeten worden geleid en dit systeem zou niet werken in anoxisch water. Zeewater in tropische gebieden met een overvloed aan planten bevat 5-8 mg zuurstof per liter water. Deze berekeningen zijn gebaseerd op het opgeloste zuurstofgehalte van water.

Veel rode vlaggen

Een klein apparaat voor onderwaterademhaling en de eenvoudige filtratie van zuurstof uit water zou in veel opzichten revolutionair zijn. Zo zou een batterij klein en krachtig genoeg zijn om dit apparaat van stroom te voorzien.

Toch heeft het merk het product niet bekendgemaakt aan externe journalisten of wetenschappers die we kennen. Het enige visuele bewijs dat het werkt, zijn video's die door het bedrijf zijn geproduceerd.

Dit is een enorme rode vlag. In elke belangrijke technologie-uitgave delen legitieme bedrijven snel hun ontwikkelingen zodra ze gepatenteerd zijn, en ze zullen dit met grote fanfare doen.

Tritons claims zijn vrijwel zeker miljard-dollar-ideeën. Toch proberen ze de financiering te crowd-sourcen.

"Als ze een batterij hebben bedacht die zo krachtig is om dit allemaal te doen, zijn er veel mensen die er veel geld voor zouden betalen," zei Pollock.

Als dit echt zou werken, zouden investeerders schreeuwen om aan boord te komen. Er is geen campagne voor crowdfunding nodig.

Opgewonden consumenten

De Triton heeft een grote buzz gecreëerd. Consumenten zijn klaar om onder water te zwemmen met een eenvoudig en goedkoop apparaat. Tot nu toe hebben 1.850 mensen ongeveer $ 700.000 bijgedragen aan de campagne.

Hoewel er veel opgewonden opmerkingen zijn ("Dit zijn zulke geweldige technologiejongens, goede geest en veel geluk !!"), hebben veel supporters scepsis geuit en hebben opgemerkt dat sommige publicaties gaten in het product prikten.

Tritons antwoorden geven geen antwoord op de fundamentele vragen rond de technologie.

Wanneer een commentator suggereert dat Triton een onafhankelijke media-review toestaat, reageert het merk als volgt:

“Dus voor je vraag ja, we gaan nieuwe video's van Triton uitbrengen, we zullen eraan werken zodra we kunnen, we hebben nu een strak schema, maar we hebben dat in onze tijdlijn en we zullen het op Indiegogo posten en onze Facebook-pagina. "

Weinig verhaal voor consumenten of donateurs

Indiegogo en andere fondsenwervende platforms hebben in de loop der jaren veel mislukte producten gezien en een behoorlijk aantal borderline-zwendel.

Het probleem is dat er geen uitweg meer is wanneer consumenten geld inzetten om het project te ondersteunen. Sommige bedrijven verklaren faillissement na een mislukt product. Anderen verdwijnen gewoon of leveren een product dat ver beneden de verwachtingen ligt.

Over het algemeen is er geen verhaal voor consumenten die worden misleid door de gelikte video's die inhoud missen in de wereld van crowdfunding. Wees voorzichtig bij het werven van fondsen, want het is een wilde en weinig gereguleerde plek.

Een mogelijk gevaarlijk apparaat

Duikers moeten gecertificeerde cursussen volgen in het gebruik van duikuitrusting en deze certificering hebben om apparatuur te huren of te kopen. Maar de verkoop van de Triton kan gevaarlijk zijn, omdat iedereen het kan kopen zonder toezicht.

Triton zegt dat het apparaat niet dieper is dan 15 voet. Het beweert moeilijk te worden en een waarschuwing te trillen na een diepte van 15 voet, maar wat houdt een ongeschoolde gebruiker tegen om zich dieper te wagen? Het lijkt erop dat het bedrijf dit potentiële gevaar niet heeft genegeerd, maar zonder tests van derden is het onmogelijk om te weten hoe effectief de veiligheidsvoorzieningen werken, of dat ze gemakkelijk kunnen worden omzeild.

Er zijn geen aanbevelingen voor duikcomputers of dieptemeters om gebruikers binnen de grenzen van veilig gebruik te houden, en kopers van deze campagne kunnen gemakkelijk boven hun hoofd komen te staan.

Een wereld van vragen moet nog worden beantwoord over de functionaliteit en veiligheid van de Triton kunstmatige kieuwen. Hoewel geweldig in concept, vereist de actualisatie van dit product engineering en ontwerp dat veel verder gaat dan het domein van een kleine Indiegogo-campagne.

Als dit een echt product is, dringen we er bij de ontwikkelaars op aan om naar voren te treden en het persoonlijk aan de wereldmedia te introduceren en inspectie door bonafide wetenschappers en journalisten toe te staan. Maar tot die tijd, koper let op: als het te mooi is om waar te zijn, is het waarschijnlijk vals.