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)
盛夏時節,在因青藏鐵路而興的城市——青海省海西蒙古族藏族自治州格爾木市,「風」「光」共舞,將綠色電能送到千家萬戶。 從昔日戈壁荒灘到如今的「綠色明珠」,格爾木以生態建設為底色,在守護綠水青山中開拓發展新局。 清潔能源育新機 格爾木東出口光伏產業基地,一望無際的光伏板如藍色海洋般鋪展至天際,折射出清潔能源的璀璨光芒。格爾木,年風能可利用小時數高達3500—5000小時,年日照時數超3500小時,發展清潔能源條件得天獨厚。 近年來,格爾木市錨定「打造清潔能源產業高地」的戰略目標,將生態保護與能源開發深度融合,讓呼嘯的勁風、熾熱的陽光轉化為驅動發展的綠色動能,搭建起從單純的能源開發到涵蓋運維服務、技術研發、設備製造的全產業鏈。 在格爾木,片片光伏板宛如座座綠色能源的寶藏,不僅持續輸送著清潔電能,還悄然改變著曾經風沙瀰漫的荒蕪地貌。光伏板所形成的「遮陽矩陣」有效降低了地表溫度,減少了水分蒸發,使得「發電+治沙+農業」的立體開發模式從設想一步步轉化為現實。 「我們正全力探索『光伏+生態治理』的新模式。」格爾木市能源局局長申傑山一邊介紹,一邊展開手中的規劃圖,「未來3年,我們計劃同步推進5萬畝沙化土地的治理與光伏開發項目,通過這種方式實現『治理—開發—致富』的良性循環,讓這片土地煥發出新的生機與活力。」 穿梭在光伏板陣列之間,中國綠髮青海分公司光伏及儲能專業經理趙國華指著遠處的一大片紅柳林,提及這幾年的變化,平日裡不善言辭的他打開了話匣子:「以前,每年春秋兩季,沙塵肆無忌憚地席捲而來。現在,自從有了這一大片光伏板,沙塵天氣造成的破壞減少了,環境越來越好。」 據格爾木市數據局局長顧慶初介紹,格爾木擁有得天獨厚的自然條件與基礎設施優勢。除光照條件比較好之外,豐富的土地資源與完善的電網設施,使格爾木成為全國太陽能資源開發綜合條件最為優越的地區之一。不僅如此,這裡冷涼乾燥的氣候,為綠色智能算力的發展提供了理想環境。 2024年11月30日,位于格爾木市崑崙經濟開發區的崑崙雲谷智算中心產業園項目開工。據了解,該項目集大規模算力系統規劃、設計、建設和運營業務於一體。 未來,格爾木將以崑崙雲谷智算中心為起點,打造集AI超算集群、大模型算法訓練以及數據存儲備份等功能於一體的算力基礎設施,在柴達木盆地構建新能源應用端產業布局,深度融合清潔能源與算力,全力打造一條高效、低碳、智能且集約的綠色算力走廊。 人才為筆繪綠卷 從格爾木市區沿京拉線向東40公裡,一片現代化的工業建築群在戈壁中拔地而起——這裡是中國綠髮投資集團青海6萬千瓦/60萬千瓦時液態空氣儲能示範項目的所在地。 「液態空氣儲能就像一個巨型『綠色充電寶』,在用電低谷時儲存電能,用電高峰時釋放,既能平抑電網波動,又能提高清潔能源利用率,整個循環過程無汙染物排放,真正實現了『取之於自然,用之於社會,還之於生態』的閉環。」項目負責人季偉指著正在調試的設備介紹道。 2023年7月,季偉帶領一支平均年齡32歲的青年團隊,從北京奔赴格爾木。這支由中綠中科儲能技術有限公司和中國科學院理化技術研究所骨幹組成的團隊,帶著國際領先的液態空氣儲能技術,在戈壁灘上攻克高海拔低溫環境下儲能效率提升、設備防凍等多項技術難題。 在格爾木市人才服務中心的檔案庫裡,一份份人才引進檔案記錄著這座城市的「智力密碼」:41名新能源、綠色算力領域的實用型複合型人才,帶著技術與夢想奔赴而來,為生態產業發展注入動能。 季偉團隊的到來,正是格爾木「以生態產業引才,以人才守護生態」的生動實踐。「在戈壁灘上看到光伏板與紅柳叢共生的場景,大家對生態保護與產業發展共榮共生有了更具象的認識。」季偉說,正是這份對綠色事業的認同,團隊成員甘願在高原堅守,將實驗室的技術轉化為守護生態的生產力。 近年來,格爾木市修訂完善以「人才30條措施」為引領的人才政策體系,進一步釋放人才政策紅利。「我們緊盯人才『引育留』全鏈條發力,逐項量體裁衣、把脈開方,綱領式勾勒人才發展新方向,精準對接人才需求特點,推行人才引進培養新機制。」格爾木市委組織部副部長韓彬說。 格爾木市搶抓綠色算力發展機遇,呼應清潔能源、算電協同、數字經濟、高端裝備製造等人才需求,實施綠色算力、清潔能源、數智融合等人才支持計劃,切實解決人才發展堵點問題,為綠色發展提供智力支撐。 在綠色算力產業園,人才公寓與數據中心僅一路之隔,科研人員步行即可抵達工作現場,這種「工作在園區、生活在社區」的模式,讓生態產業園區成為宜居宜業的綠色社區,也為引進人才解決了後顧之憂。 民族團結護生態 格爾木,35個民族共同的家園。在這裡,各族群眾像石榴籽一樣緊緊相擁,在守護生態的道路上並肩前行。 格爾木市唐古拉山鎮,藏語意為「雄鷹不能飛越的山」,地處青藏高原腹地、三江源自然保護區內,有著「長江源頭第一鎮」的美譽。 「上世紀末,過度放牧讓部分草場加速退化,黃沙一刮起來,連太陽都看不清,藏野驢、黃羊越來越少,保護生態成了刻不容緩的任務。」唐古拉山鎮黨委書記白瑪多傑望著窗外連綿的雪山回憶。 2004年,128戶、407名各族當地牧民,毅然響應號召,告別熟悉的帳篷和草原,搬遷到420多公裡外的格爾木市長江源村。從牧民到村民,身份變了,但守護山水的初心不曾改變。當地出臺政策,優先安排搬遷群眾擔任生態管護員,「一戶一崗」,既讓大家有了穩定收入,又能繼續守護家園。 每次進山巡護,少則三四天,多則一星期,管護員們騎著摩託車,帶著乾糧和氧氣瓶,在海拔4000多米的高原上穿梭。 「現在巡護條件比以前好多了。」白瑪多傑指著牆上的生態監測系統說,「我們有了智能管護平臺,安裝了紅外相機,管護員用手機就能上傳巡護數據。但老一輩管護員還是習慣『笨辦法』,用本子一筆一畫記下來,說這樣心裡踏實。」 在巡護過程中,管護員要面對風雪、缺氧等惡劣自然環境,還要留意草場的變化、野生動物的蹤跡以及是否存在垃圾汙染。當看到曾經退化的草場重現生機,青草茂密如毯,成群的犛牛悠閒啃食,藏野驢、狼等野生動物頻頻現身時,大家臉上都露出了欣慰的笑容。 長江源村村民才仁扎隊說,垃圾不落地已經成了全村人的生活習慣,誰要是在路邊扔個塑料瓶,會被孩子們追著教育。在環保組織的帶動下,村民們還學會了垃圾分類,把牧區和公路兩旁的不可降解垃圾、有毒有害垃圾收集起來,定期送到鎮裡的處理站。 唐古拉山鎮黨委還組建了「邦吉梅朵」青年環保志願者服務隊,成員來自各個民族。 「我們開展『保護長江,保護母親河,我們在行動』等活動時,各族群眾都參與,大家配合得特別默契。」白瑪多傑笑著說,「這些年爭取到的生態治理項目,各族群眾主動義務投工投勞,很多都能提前完成任務。」 如今的唐古拉,雪山更潔,江河更清,草原更綠,各族群眾像守護自己的眼睛一樣守護著生態。 站在崑崙山口回望,格爾木的綠色轉型之路清晰可見:從風與光的利用,到儲能技術的突破;從人才隊伍的聚集,到民族團結的助力;從清潔能源的開發,到綠色算力的拓展,每一步都注重生態保護與經濟發展的平衡。這座戈壁明珠的華麗轉身,證明了綠水青山既是自然財富,也是經濟財富,更彰顯了「生態優先、綠色發展」的深刻內涵。 本報記者 曹繼煒 文/圖 《人民日報海外版》(2025年08月05日 第 08 版)
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