杭州8月14日電(林波 楊佳吟)從108米高的標誌塔頂掉落,摔在地上片刻後,它再次起身蹦躂……這款「打不死的小強」是西湖大學工學院機械工程講席教授姜漢卿實驗室研發的「昆蟲尺度的軟體機器人」。 「它個頭小小的,身長僅2釐米,體重僅2克,像極了那個生命力頑強、卻也令許多人皺眉的『打不死的小強』。」姜漢卿於近日受訪時表示,這款「昆蟲尺度的軟體機器人」能在複雜的野外環境自主爬行、跳躍、遊泳,未來可以應用於搜救、水體監測等場景。 近日,在戶外的「蠕動式爬行機器人」。 (西湖大學供圖) 為何研發這款機器人? 姜漢卿表示,這款「小強」機器人非常輕巧,可以在沒有搭建電場、磁場的環境中自主運動,還能走出實驗室到戶外環境自由探索。 這款昆蟲大小的機器人為什麼這麼「能打」? 姜漢卿解釋說,這款機器人的靈感來源於昆蟲。在自然界中,昆蟲等小型生物之所以能輕盈穿梭、矯健爬行,靠的正是肌肉的高效率收縮機制,它們小小的肌肉能爆發出驚人的力量。 受肌肉伸縮的啟發,姜漢卿從力學角度出發,利用彈性力和靜磁吸力的平衡來實現機器人類似肌肉收縮的運動,「我們設計了驅動系統,塞進『小強』的小身板裡。」 據介紹,驅動系統分為兩部分,下方是嵌入軟磁鐵的線圈,上方是硬磁鐵,矽膠外殼可以產生彈力。通電後,線圈產生的磁場可以進一步增強軟磁鐵和硬磁鐵之間的靜磁吸力,同時引入洛倫茲力,實現對吸力的動態調控。 這一「磁吸+彈性」的巧妙結合,讓「小強」可以在低電壓(<4V)下產生高達210N/kg的輸出力和60%的變形率,遠超傳統技術水平。 這正是最近姜漢卿實驗室提出的全新電磁彈性體驅動機制,這一機制有效突破了柔性與微型系統中傳統驅動方式的性能瓶頸,在高輸出力、大形變與低電壓驅動之間實現了有機統一,也讓「昆蟲尺度的軟體機器人」能夠在複雜戶外環境中實現完全自主運動。 此外,這款機器人的生命力也和其它昆蟲一樣強大——能耗低,只有56毫瓦,跟小LED燈差不多。 這款機器人,在未來社會生活中有何應用? 「它們可以幫助人們做人類甚至許多機器人做不到的關鍵事情。」姜漢卿解釋說,實驗室裡幾種不同的「小強」機器人,各有所長、各司其職。 譬如,蠕動式爬行機器人,從30米的高空甚至108米高空自由落體後,還能毫髮無損地繼續匍匐前進,極限抗衝擊的能力令它非常適合在廢墟、瓦礫、狹小縫隙中執行搜救任務。未來,在地震等重大自然災害發生後,它可以被無人機從空中投放,快速滲透進入廢墟深處,尋找被困人員位置並發出信號,成為生命搜救的「先鋒兵」。 而自驅動遊泳機器人,能在自然水體中自主遊動超過一小時,未來,可以派小巧靈活的它檢測水下環境或監測汙染。(完)
成都8月10日電 (記者 國璇)8月10日晚,中國組合胡譯乘和張欣欣奪得第12屆世界運動會體操項目蹦床女子雙人同步金牌。 或許有人會疑問,蹦床是奧運會的比賽項目,為何會出現在世運會賽場?奧運會體操項目設蹦床分項,但僅有男、女兩個單人小項,世運會蹦床項目則設男、女雙人同步以及單跳和雙蹦床共六個小項。各具特色又相輔相成,從項目設置上,人們便可一窺世運會和奧運會的緊密關係。 20世紀70年代,由於被列入奧運會正式比賽項目的機會有限,一些等待中的國際單項體育聯合會決定「另起爐灶」。1981年,首屆世運會在美國聖克拉拉舉行,一個不同於奧運會的世界大型綜合性運動會應運而生。 和競技性更強的奧運會相比,世運會則為更多新興運動、小眾項目提供了展示的舞臺。在這裡,人們可看到體育舞蹈的活力四射,領略撞球運動的精準優雅,感受救生項目的人道主義關懷……值得一提的是,武術和龍舟兩個極具中國特色的項目此番首次成為世運會正賽項目,加之俄羅斯桑搏、泰國泰拳等,多元民族文化在世運會平臺上碰撞交流。 不過,正如蹦床出現在兩大賽事中,世運會這一非奧項目最高水平的國際綜合性運動會與奧運會並非涇渭分明。當一些運動普及度提高、規則完善後,就可能正式加入奧運大家庭,比如羽毛球、沙灘排球、女子舉重和跆拳道等,因此世運會某種程度上是奧運項目的「孵化器」。 此外,世運會也是一些奧運項目的「回歸港」,兩者形成雙向流動的動態平衡。比如空手道和霹靂舞分別正式亮相東京奧運會和巴黎奧運會,這兩個項目在退出奧運舞臺後繼續活躍在世運會。 兩者還存在一定的「交叉地帶」。哪怕項目名一樣,比賽形式也可能不同。比如奧運會的皮划艇項目設有靜水和激流迴旋兩個分項,而成都世運會的皮划艇項目則分為皮划艇馬拉松、皮艇球和龍舟三個非奧分項。被稱為「巖壁芭蕾」的攀巖項目在洛杉磯奧運會被細分為速度、攀石和難度三個項目,而成都世運會只設置了速度賽。 8月7日,第12屆世界運動會開幕式在四川成都舉行。圖為中華人民共和國國旗、國際世界運動會協會會旗、國際奧林匹克委員會會旗、成都世運會組委會會旗在開幕式上升起。 記者 張浪 攝 近年來,國際奧委會通過不斷改革,讓奧運項目設置更趨靈活和年輕化,也使得更多的世運會項目被奧運會「吸納」。比如本屆世運會的棍網球、腰旗橄欖球和壁球等項目是洛杉磯奧運會的新增比賽項目。 從領導者層面看,世運會的主辦機構國際世界運動會協會和國際奧委會也早已建立合作關係。國際世界運動會協會主席佩魯雷納表示,協會的願景是「對標奧運會」,7月在四川舉行的世運會史上首次火炬傳遞,正是世運會向奧運標準靠攏的體現。 此次世運會開幕式也是世運會和奧運會共生共存的生動註腳。國際世界運動會協會會旗和國際奧委會會旗在夜幕下升起,國際奧委會主席考文垂則在視頻致辭中感謝「世界運動會為更廣泛的奧林匹克運動所做的貢獻」,世運會歷史上第一支主火炬以「水火交融」的方式被點燃。 「世運會就像一個展示非奧項目魅力的『櫥窗』。」如佩魯雷納所說,是否入奧並非評判項目優劣的標準,世運會與奧運會相互促進、相互補充,讓更多體育項目被看見,推動了全球體育的多元發展。(完)
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