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)
巴彥淖爾8月4日電 題:探訪內蒙古戈壁深處的「移動界碑」 記者 張林虎 內蒙古自治區烏拉特後旗北與蒙古國接壤,近200公裡的邊境線蜿蜒在2.5萬平方公裡的草原與戈壁間。在這裡,一群特殊的身影常年活躍在邊境一線,他們既是逐水草而居的牧民,更是守護國土的護邊員。他們用腳步丈量著每一寸土地,用日復一日的堅守,在祖國北疆構築起一道堅不可摧的安全屏障,成為名副其實的「移動界碑」。 圖為護邊員嘎達準備出發。 張鼎暉 攝 晨光啟程護邊路 清晨5點,天剛蒙蒙亮,烏拉特後旗寶音圖邊境派出所護邊員嘎達已穿戴整齊,挎上望遠鏡和對講機,騎上摩託車駛離蒙古包,開始了一天的邊境巡邏。他身後是一望無際的戈壁草原,遠處的邊境線在朝陽的映照下若隱若現,勾勒出雄渾的輪廓。 嘎達負責的管段長約40公裡,沿途沒有像樣的公路,只有牧民踩出的土路和崎嶇的山坡。摩託車在碎石與溝壑間顛簸,嘎達卻操控自如,熟練地避開障礙物。他時不時停下車子,舉起望遠鏡,仔細觀察著遠處的動靜,生怕錯過任何異常。 「這一帶雖然人少,但責任重大,任何一點不對勁都可能關係到邊境安全,絕不能馬虎。」嘎達拍了拍車座上的灰塵說道。 中午時分,戈壁上的太陽格外炙熱。嘎達來到一處高地,拿出隨身攜帶的乾糧和水壺,簡單地解決了午餐。他指著不遠處的一片溼地說:「那裡是野生動物的樂園,也容易引來偷獵者,每次巡邏到這兒,都得格外留意,這是重點巡查的區域。」 傍晚,夕陽為戈壁鍍上一層金色,嘎達在巡邏途中遇到了同為護邊員的巴仁。兩人立刻交換起各自的巡邏情況。巴仁表示,最近邊境一帶整體平穩,但由於近期惡劣天氣較多,部分地段的鐵絲網有所鬆動,需要及時加固。兩人商議後,決定第二天組織附近的牧民一起前來維修,確保邊境設施完好。 圖為護邊員在戈壁深處巡護。 張鼎暉 攝 牧民同心守家園 「沒有國家的邊疆和平,哪有牧民的幸福生活。」這是嘎達常掛在嘴邊的話。在他看來,守護邊境線不僅是責任,更是為了守護牧民們安穩的日子。而在牧民心中,這些護邊員也是他們最可靠的「鄰居」和「守護者」。 牧民阿拉騰陶格斯提起護邊員滿臉感激:「有他們在,我們心裡特別踏實。有時候羊跑遠了找不回來,只要打個電話,他們很快就會趕過來幫忙。他們就像我們身邊的守護神,有他們在,我們過日子都安心。」 護邊員們熟悉當地的每一寸土地,了解牧區的各種情況,不僅在護邊工作中發揮著重要作用,在日常生活中也時刻為牧民們排憂解難。無論是幫牧民尋找回走失的牲畜,還是協助處理牧區的突發狀況,他們總是隨叫隨到。這種雙向的信任與互助,讓邊境線上的鄰裡關係格外融洽。 「我們這兒人雖然不多,但責任可不小。每家每戶都是『眼睛』,發現可疑情況會立刻上報。這麼多年來,我們這兒能一直平平安安,就是因為大家心齊。」巴仁的話道出了邊境守護的關鍵。 圖為護邊員用望遠鏡觀察情況。 張鼎暉 攝 腳步丈量忠誠印 在烏拉特後旗漫長的邊境線上,像嘎達、巴仁這樣的護邊員還有很多。他們駐守在不同的管段,有的騎著摩託車穿梭於戈壁,有的牽著馬或駱駝行走在山地,有的則徒步踏過草原深處的每一寸土地。他們的裝備或許簡單,工作或許平凡,每天重複著觀察、記錄、上報的流程,默默承受著風霜雨雪的考驗,但正是這一個個看似微小的堅守,匯聚成了守護邊境安全的強大力量。 「護邊員是我們邊境管理工作中不可或缺的重要力量。他們熟悉地形,了解牧區情況,很多問題都是靠他們第一時間發現並處理的。他們的奉獻精神值得我們每個人敬佩。」寶音圖邊境派出所所長曲向東說。 嘎達告訴記者,在草原上,每一個牧民都是時刻在崗的哨兵,都是一座牢固的「紅色堡壘」。「雖然每天做的都是重複的工作,但只要看到邊疆穩定,牧民們生活幸福,就覺得所有的付出都值得。」(完)
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