理響中國｜以筆為矛，史沫特萊用生命譜寫中國戰歌
2025-12-31 04:30 4,294次浏览杭州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)
北京8月8日電 (記者 孫自法)2025世界機器人大會8月8日在北京開幕。記者當天從中國科學院自動化研究所獲悉，該所研發的Q系列人形機器人、農業機器人、智能靈巧手、具身智慧機器人等在大會期間亮相展示，其中，差異化定位的4款智能靈巧手、3款面向真實場景的具身智慧機器人頗受關注。 中科矽紀參展2025世界機器人大會海報。中科矽紀 供圖 這4款智能靈巧手當中，類人自由度靈巧手主要面向高端科研和技術驗證需求，憑藉21個驅動控制25個自由度的設計，實現堪比人手的靈活度。12×8陣列指尖觸覺傳感器和5公斤負載能力的配置，使其能輕鬆完成穿針引線、調製咖啡等精細操作。 通用智能靈巧手提供兩種配置選擇，能夠滿足更多的需求場景：L1版本採用7驅動15關節設計，實現15公斤負載；L2版本12驅動12關節，負載提升至20公斤。 高速自適應靈巧手的快速響應設計，讓它在高節拍的生產線上遊刃有餘，其亮點在於最大720度/秒的超高手指關節速度確保作業效率，獨特的機械自適應結構無需複雜傳感器就能自動調節抓取力度。 三指靈巧手則採用4個主動自由度配合被動自適應結構，5公斤負載能力，手指關節速度超過180度/秒，成本則控制在極具競爭力的水平。 此次參展的具身智慧機器人分別以「無際」「無畏」「無憂」命名。 「無際」具身智慧機器人專注於工業場景的多樣化需求。能完成從地面到兩米高度的全範圍作業，既可俯身抓取地面的各種物品，又可升至高處完成空中任務；頭部和腰部的俯仰功能配合系列靈巧手，讓它能夠自主操縱各種工具，在各種工業場景中完成高速抓取、零部件搬運及裝配等複雜任務；全身49個自由度的配置和4套相機的360度全方位感知能力，確保它在複雜工業環境中的工作能力和適應能力。 「無畏」具身智慧機器人則是為極端環境而生，應用於排爆、生化核危險物處置等高風險場景，成為生命的守護者。可選配的多種運動單元(標準履帶、雙擺臂履帶、四足、無人機等)，讓它能夠適應各種複雜地形；自主智能操作或人機遙操作雙控制模式供選擇，在保證任務完成的同時最大程度確保操作人員安全性。 「無憂」具身智慧機器人瞄準公共服務、家庭服務、養老助老等民生場景。相比工業應用，其服務場景對機器人的安全性、友好性有更高要求，因此在設計上充分考慮到人機互動的舒適性和安全性。 中科矽紀研發的智能靈巧手、具身智慧機器人等產品。中科矽紀 供圖 據了解，參展2025世界機器人大會的多款智能靈巧手、具身智慧機器人，由中國科學院自動化研究所孵化的科創企業中科矽紀研發，這支源於該所多模態人工智慧系統全國重點實驗室的團隊，已建立最全的靈巧手具身智能算法體系，通過深度學習算法讓靈巧手擁有自主感知、理解和決策能力，能夠像人一樣根據工具形狀、類別及使用目的來選擇抓取方式。這種軟硬協同的創新模式，讓機器人真正實現從「能用」工具到「會用」工具的跨越。 研發團隊表示，智能靈巧手是核心部件，具身智慧機器人整機則是面向實際應用的完整解決方案，中科矽紀正在構建一個完整的具身智能生態。(完)
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