原型机是有的，从水中分离氧气也没有什么技术难度。
但问题在于供人类呼吸这一点。陆生脊椎动物，尤其是鸟类和哺乳动物，为了支持陆地重力和更发达的消化系统，热量消耗非常高，一方面人类呼吸和循环效率相比于鱼类高到不知道哪里去，另一方面也依赖于大气中极高的氧气含量。以人类类比鱼类的话，并不能只进行体重等价换算。
很多人都应该听过金枪鱼的故事，金枪鱼从吃货的角度是赤身鱼，差不多是水里最能跑的鱼类了，因此需要不停的快速运动来增加鳃的交换流量。人类也是同理，水中含氧量的问题，为了满足人类氧交换需求，这部机器需要非常高的流量来获取足够的氧气。
另一方面，人类水中呼吸还是需要制备氧气后由肺呼吸，需要达到最低氧分压标准才不会窒息，氧利用率更是远远低于直接进入循环系统，同时还要提供足够的压力进行压力平衡，对氧气的需求更加暴增。
PS：人类呼吸和循环系统依赖的不是氧气比例，而是氧分压，空气氧分压是0.2bar，
按照压缩空气OCR来算而且没考虑水压，虽然得出的数据差不多，（实际20~30m深度压缩空气耗气量是80~100L/min#@1bar，根据我的经验250bar12L铝瓶50bar安全气量一般水下也就45min），但按照水鳃的设定只提取氧气的话，这种算法是不合适的，水鳃的工作情况更类似于OPPfixed CCR系统，氧气供应只需要满足0.2~0.5bar的氧分压就够了，而水中的氧气含量分布在30m内跟深度关系没那么大，所以水流量需求没有2000L/min那么恐怖。
从小就对这个问题感兴趣，在本科阶段还做过一些严肃的科学研究和调查。但迄今为止，世界上没有一个组真正研发出实用化的人造鳃。
先说说人造鳃的历史：从上世纪60年代起，明尼苏达大学化工系的Cussler就提出了用聚二甲基硅氧烷这样的膜材料实现从水中分离溶解氧的想法[1]。他甚至还做出了一个样机，能供一只小狗呼吸。但远远达不到供人呼吸的程度。上世纪90年代，日本的富士系统公司为了展示他们新一代的非对称聚二甲基硅氧烷有多棒，也做过一个人造鳃，不过其体积非常大，有一个多冰箱那么大，在演示时需要推着在水里不断前进来获取足够的氧气，而且只维持潜水员正常呼吸了18分钟。
20世纪以来，先后有至少两个组对人造鳃做过严肃的科学研究。早稻田大学化工系的Kiyotaka Sakai组在2003到2005年发过几篇文章[2]，大概的原理是用疏水的中空纤维膜作为人造鳃，膜外与外界水体接触，膜内用泵驱动可富氧的液体通过，再从另一侧通过加热或光照的方式将富氧液体中的氧气释放出来。
但是，无论怎样优化，都无法将维持这套系统提供一个人足够正常呼吸（仅仅是静息时）的氧气的能量降低到150W一下。虽然氧气的来源理论上是解决了，但电源又成了问题。
美国凯斯西储大学化工系的Harihara Baskaran也曾经拿到过美国海军的经费与其他公司合作研发人造鳃，他们的思路是用微流控芯片取代中空纤维膜作为人造鳃的鳃体。这样做的好处，是因为微流控芯片是通过光刻技术“打印”出来的，所以可以设计管道的形状从而将效率最大化。事实上，凯斯西储大学还试着用这一技术实现人工肺，然而，这个项目最终也不了了之。
简单数据说明一下, 大家就知道问题所在了:
空气含氧量约21%, 这个其实还要考虑海拔, 海拔越高, 含氧量越低, 为了简便计算, 就当成20%(也就是每升空气含200ml氧气)
水的含氧量又受到温度的影响, 一般情况下约为4~6ml/L, 就取个中值, 当它是5ml/L吧
那么很容易就发现其中的对比关系: 空气的含氧量约为水的40倍左右.
也就是说, 你"呼吸"水的流量必须是呼吸空气的40倍, 才能达到相同的吸氧效果.
或者说这个"人工鳃"的水流量要相当于人在空气中呼吸的40倍才能实用.(这里假定人工鳃从水中获取氧气的能力和肺在空气中获取氧气的效率相当)
成年人在平静状态下每分钟呼吸的空气体积约为: 50~80升. 为了便于计算就取50吧(蒲柳之质).
那么同样在一分钟内需要经过人工鳃的水量就是: 2000升/分钟. 就是一分钟两吨.
一般消防车的水炮流量约为30~60L/s, 差不多就是这个档次.
所以, 这么大排量, 真的能上天了。
