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)
光明日報蘭州8月8日電(記者王冰雅、尚傑)8月7日18時起,甘肅省蘭州市榆中縣遭遇短時強降雨,引發山洪災害。截至8日18時50分,災害已造成10人遇難、33人失聯。8日晚,甘肅召開新聞發布會,通報蘭州榆中縣山洪災害受災情況和搶險進展。甘肅省氣象局副局長陶建紅介紹,本次榆中縣大暴雨天氣,降水量較大的地方在榆中縣南部的8個鄉鎮。興隆山、城關、小康營3個氣象觀測站突破2002年建站以來日降水極值,其中,興隆山氣象觀測站在15小時的降雨量達到全年的56%,為榆中縣歷史罕見,破壞性極大。榆中縣城關鎮、馬坡鄉、小康營鄉、夏官營鎮、新營鎮5個鄉鎮受災嚴重。其中,公路損毀102公裡,橋梁損毀5座,14個行政村道路阻斷;7條供電線路受損,停電影響3個鄉鎮37個村;114個基站中斷,1萬多群眾通信受阻。人飲工程、河道堤防工程受損嚴重,影響2.4萬人正常飲水。此外,農作物受災3620畝,3萬餘人受災,2540餘間房屋受損。災害發生後,甘肅省委、省政府高度重視,迅速啟動應急響應機制,省委主要領導第一時間奔赴受災現場組織開展救援搶險救災工作。目前已投入救援力量2700多人,出動車輛機械980臺次,準備應急物資8530件(套)。武警、消防等力量從S104榆中段城關鎮峽口、新營鎮至馬坡鄉段村級道路、S104阿幹鎮3個方向徒步深入受災最重、交通阻斷的馬坡鄉馬蓮灘村、舊莊溝村等重點受災區域。據甘肅省消防救援總隊副總隊長張生華介紹,目前已累計救出被困群眾443人,搜救工作仍在緊張進行中。人員搜救和道路搶修工作仍在繼續。有關部門正加快搶修剩餘電網線路和通信行動網路基站,力爭8月10日前恢復電力、通信。目前,受降雨影響停運的7條電網線路已修復2條,中斷的67個通信行動網路基站已修復37個。本輪強降水主要集中在南部山區,受災中心區域平均海拔2500米以上,地勢地形複雜、群眾居住分散,加之基礎設施癱瘓,給夜間救援帶來了極大困難。榆中縣委書記崔峰巍介紹,通過徵用酒店、設置集中安置點等方式,累計轉移安置群眾9828人。同時,當地第一時間調配帳篷、棉被、摺疊床等物資3000多套,設立臨時安置點,確保受災群眾有安全住所和基本生活用具,並已調配供應充足的食物和水等生活必需品。醫療救助方面,組織37輛救護車和200餘名醫護人員趕赴一線,在縣醫院、中醫院、縣婦幼保健院儲備床位734張,確保受災群眾得到及時救治和健康檢查。氣象部門預報,未來10天榆中以多云為主,其中9日至10日有分散性陣雨或小雨;12日和14日有陣雨或小雨。甘肅省氣象局提示,8月中下旬,甘肅省仍然處於副熱帶高壓邊緣,隴東南等地區具有高溫高溼氣象條件,為暴雨、強對流多發時段。《光明日報》(2025年08月09日 03版)[ 責編:邢彬 ]
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