【光明時評】促進機器人產業實現更多創新突破
2025-11-27 14:17 4,254次浏览西安8月13日電 (記者 阿琳娜)記者13日從西北工業大學獲悉，該校空天結構技術重點實驗室張衛紅院士團隊與香港城市大學呂堅院士、香港理工大學王鑽開教授合作，在軟體機器人領域取得了新進展，成功開發出一種基於新型電活性聚合物的多功能機器人，有望滿足複雜結構和極寒環境下的應用需求。 據介紹，電活性聚合物是一類可在電場作用下產生大幅度形變的智能材料，廣泛應用於人工肌肉、軟體機器人等前沿領域。隨著應用場景的不斷擴展，機器人對系統的多功能集成能力提出了更高的要求。傳統電活性聚合物往往僅具備電致變形功能，難以滿足環境適應性及系統集成需求。因此，開發具備多模式響應行為的智能材料並實現功能集成，是當前軟體機器人研究中一個亟須解決的問題。 圖為材料設計和多功能軟體機器人示意圖。西北工業大學供圖 在本研究中，團隊開發了一種具備低電壓驅動、高電吸附力和可控自加熱的新型聚氯乙烯基電活性聚合物。通過在聚氯乙烯凝膠中引入乙酸乙烯酯，有效抑制了因塑化劑遷移引起的發熱與電擊穿問題，同時顯著提升了材料的介電性能與力學性能。與現有材料相比，新型材料的發熱量降低超過50%，使用壽命延長15倍以上，輸出力提升1.75倍，電吸附力提升2.15倍，在2V/μm的低電場下即可實現30kPa的強吸附力，遠優於傳統靜電吸附結構。此外，研究還提出多種電壓控制策略，可實現材料的按需自加熱或進一步發熱抑制。 在此基礎上，研究團隊開發出具備快速爬行、低溫環境自加熱、模塊化組裝與協同作業能力的微型軟體機器人。機器人結構緊湊，響應靈敏，在僅72.5V的低電壓下即可驅動運動，顯著低於現有同類系統。通過集成的電吸附結構，機器人集群可在毫米尺度內實現快速連接與脫粘，在狹小空間內完成自主重構，具備優異的群體協作能力。 在極寒環境測試中，機器人可在-50℃環境下完成自主加熱、以及巡檢和冰層融化等任務。在航空發動機葉片檢測、狹縫探測和寒區作業等應用場景中展現出顯著優勢。相關成果為極端環境下小型智慧機器人系統的研發提供了新思路，也展示了該類材料在電子器件、仿生系統和智能製造等領域的廣泛應用前景。(完)
貴陽8月10日電 題：「金釘子」如何為全球地質年代「精準計時」？ ——專訪中國古生物學會理事楊興蓮 記者 周燕玲 在地質學界，「金釘子」的意義不亞於奧運會金牌，一顆顆深藏於地層的「金釘子」，是劃分年代地層的唯一全球標準。2025年6月，全球第69顆、中國第11顆全球烏溜階「金釘子」永久標誌在貴州劍河釘入，這顆落戶中國西南深山的「金釘子」有何特別之處？它如何為全球地質學家解讀5.06億年前的地球密碼？近日，中國古生物學會理事、中國第11顆全球烏溜階「金釘子」研究團隊成員楊興蓮就此接受「東西問」專訪。 現將採訪實錄摘要如下： 記者：「金釘子」是什麼？為何國際地質學界需用「金釘子」來界定地層年代？ 楊興蓮：「金釘子」並非是金製成的釘子，而是國際地層委員會借用「鐵路修建史」中的典故，將劃分和定義年代地層單位底界的地質學專業術語「全球界線層型剖面和點位」俗稱為「金釘子」，不僅喻指地質記錄中特殊的節點及其重要的科學價值，也形象地表達了它是「釘進」地球表面的一個有特殊含義的地理「點」，是丈量地層年代的一把「卡尺」。 地球已有46億年的演化歷史，生命演化的奧秘保存在層層巖石中。由於缺乏統一標準或「共同語言」，以往世界各國對年代地層的劃分差異極大，造成全球地層劃分和對比困難。 為釐清地球的演變脈絡，科學家建立以時間界面劃分的年代地層單位，「由大到小」依次為「宇、界、系、統、階」，年代地層表被劃分為110個左右的階，每兩個地質時代地層之間的界線會用一顆「金釘子」作為標誌。目前，全球100餘顆「金釘子」已有82顆確立，其中有11顆建立在中國，數量位居前列。 2025年6月18日，中國第11顆「金釘子」永久標誌在貴州劍河釘入。記者 周燕玲 攝 記者：2025年6月，全球第69顆、中國第11顆全球烏溜階「金釘子」永久標誌在貴州劍河釘入，這顆「金釘子」緣何落戶劍河？ 楊興蓮：釘在貴州劍河的這顆「金釘子」，於2018年6月獲得國際地質科學聯合會批准建立。該「金釘子」的研究由貴州大學趙元龍教授牽頭，聯合中國科學院南京地質古生物研究所、美國俄亥俄州立大學等單位專家組成的國際團隊研究完成。 國際學術界對「金釘子」的認定標準極為苛刻，根據國際地層委員會的要求，涉及地質、古生物條件、交通便利性、可進入性和保護狀態等多個評價維度。 全球烏溜階「金釘子」永久標誌之所以能在貴州省劍河縣革東鎮八郎村的烏溜-曾家崖剖面釘入，主要有三個重要因素：一是劍河地區的地質和生物條件優越、通達性好；二是貴州大學趙元龍教授從1983年就開始帶領團隊對該區進行長期深入的綜合研究；三是貴州省人民政府自2002年起就將該區批准為省級自然保護區，2009年成為苗嶺國家地質公園的核心區，得到了永久保護。 相較於其它全球競爭剖面，劍河烏溜-曾家崖剖面更加連續且化石豐富、界線點上下地層出露更加完整，當地交通便捷，位於國家地質公園內有利於保護，而且研究也最為深入，開展了巖石、生物、年代、化學、層序地層等多學科的綜合研究，完全符合國際上對「金釘子」剖面的要求。 尤為特殊的是，劍河「金釘子」不僅含有豐富的、以掘頭蟲類為主的三葉蟲動物群，而且還在緊接「金釘子」點位之上保存有大量軟軀體化石的凱裡生物群，包含10個化石門類，120餘個動物化石屬，具有重要科學意義。 航拍貴州省劍河縣革東鎮八郎村的烏溜-曾家崖剖面。 潘文 攝 記者：位於貴州劍河的這顆「金釘子」如何為全球5.06億年前的地質年代「精準計時」？它揭示了當時地球環境與生命演化的哪些關鍵信息？ 楊興蓮：在地球演化過程中，每個時代都有最典型的生物，找到標誌性化石，是確定不同地層時代的關鍵依據。國際地層委員會要求，「金釘子」的點位要以代表化石的「首次出現」為標誌。 通過研究，團隊提議以三葉蟲印度掘頭蟲在劍河烏溜-曾家崖剖面的首次出現定義寒武系第3統及第5階底界，其首現點耦合於萊德利基蟲類三葉蟲和小油櫛蟲類三葉蟲的滅絕層位及全球性碳同位素負異常等重大地質事件。 目前，最新版的國際年代地層表中寒武系苗嶺統(第3統)和烏溜階(第5階)底界年齡就是通過整合這些三葉蟲的全球生物地層資料，結合高精度凝灰巖及碎屑鋯石U-Pb測年數據，「精準計時」全球5.06億年前的地質年代。 5億多年前是生物演化和生態創新最為關鍵的一段歷史，當時海洋和大氣含氧量迅速增高，發生了被稱為「寒武紀大爆發」的後生動物快速輻射的重大演化事件。如劍河「金釘子」點位之上出現的凱裡生物群，為揭示動物門類起源及早期生態系統演變提供了不可替代的證據。 2025年4月15日，在貴州省興義世界地質公園博物館化石修復室內，化石修復師王雲忠進行化石修復工作。記者 周燕玲 攝 記者：目前有11顆「金釘子」建立在中國，數量位居前列，這一成果對提升中國在地球科學領域的話語權有何作用？人類應該如何更好地保護「金釘子」？ 楊興蓮：「金釘子」的確立，體現了一個國家地質學研究的綜合實力。 按國際地層委員會的要求，批准後要為「金釘子」建立永久性標誌，所在國家應對「金釘子」加以妥善保護。如果說釘下一顆「金釘子」不容易，保護好這些珍稀地質遺蹟亦是一道時代難題，目前主要面臨著「金釘子」剖面的自然風化剝蝕、地質災害甚至是人為性破壞、以及當地政府如何平衡保護和開發衝突的共性挑戰等問題。 因此，對「金釘子」剖面實施動態維護、加強科學普及提升大眾保護意識和出臺「金釘子」保護的法律法規顯得較為迫切，應該讓「金釘子」保護超越學術範疇，成為政府、社會和公眾共同承擔的責任。同時探討科普研學與當地文旅產業融合發展，將「金釘子」打造成集科學研究、科普教育、生態旅遊於一體的地質文化品牌，實現從「金釘子」到「金點子」再到「金鑰匙」的發展之路，助力鄉村振興建設。(完) 受訪者簡介： 楊興蓮。受訪者供圖 楊興蓮，貴州大學資源與環境工程學院教授、中國古生物學會理事、美國俄亥俄州立大學訪問學者，研究領域為早期後生動物和寒武系地層，1999年加入中國第11顆、貴州首顆全球烏溜階「金釘子」研究團隊。
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