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)
本報訊(記者 韋寒)7月31日上午10時25分,貴陽市第一城市醫療集團攜手貴陽市低空經濟產業發展有限公司打造的「空中醫療運輸通道」,成功完成驗證性首航。 搭載檢驗樣本的無人機從烏當區人民醫院起飛,僅14分鐘便精準降落在貴陽市第一人民醫院,而同期出發的地面運輸車輛因車流影響耗時48分鐘,無人機「空中速遞」檢驗樣本場景正式落地。 貴陽市第一城市醫療集團總院市一醫副院長蔣朝暉介紹,此次無人機「點對點」運輸成功試飛,驗證了其在醫療樣本轉運中的高效性。相比傳統地面運輸15公裡路程需45分鐘,無人機直達僅14分鐘。 「此次執飛航線避開人群聚集區和融合空域,飛控系統及電機採用雙系統,確保動力與控制可靠。」貴陽市低空公司副總經理孔旭兵說,運輸全程實時監控,地面站可隨時人工接管,起降點等基礎設施與地面系統聯動,保障交接及電量補給安全。 此次執行任務的豐翼科技方舟40無人機,有效載重10公斤,巡航速度14米/秒,能在高海拔及複雜氣象條件下穩定完成跨區配送,滿足常規檢驗、病理樣本運輸需求。「未來將依託智慧醫療空中運輸平臺,探索術中病理樣本快速送檢等高時效醫療應用場景。」蔣朝暉表示。 「市低空公司正圍繞文旅、物流等領域打造『低空+』系列場景。」孔旭兵說,此次與衛健部門合作,助力構建貴陽「15分鐘醫療低空物流圈」。
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