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)
今天是立秋節氣,不過,現在仍然處於三伏天的中伏,暑熱並沒有立即結束。高溫天氣下,能源需求也持續保持高位。從內陸的油田到深海中的氣田、從戈壁管道到沿海樞紐,高溫中的能源保供是如何進行的? 新疆吐魯番地區位於火焰山下的吐哈油田,是世界海拔最低超深稠油油田。 中國石油吐哈油田魯克沁採油管理區執行董事 鄒成林:這裡的極熱天氣在為油田生產帶來挑戰的同時,也為稠油生產節能降耗帶來了機遇。我們巧妙利用地熱替代原有的地面加熱流程, 在有效提高原油脫水效率的同時,年減少用電1700萬度以上。 在四川盆地,西南油氣田公司日高峰供氣量達到2000萬立方米,為川渝兩地天然氣發電項目頂峰兜底助力。 在寧夏海原,烈日炙烤著戈壁,國家骨幹天然氣管道西氣東輸三線中段工程正加速推進。 在大慶油田,面對高溫考驗,油田採用無人機和鷹眼雷達24小時輪班巡檢,確保安全生產。 在福建,湄洲灣「綠能港」接收站現有6座16萬立方米液化天然氣儲罐和372千米長輸天然氣管線,承擔福建省70%以上的天然氣供應及電網調峰職責。面對高溫天氣,接收站正以每小時100萬立方米的峰值外輸量穩定供應天然氣。 從陸地到深海,能源保供的觸角不斷延伸。作為華南地區「由海向陸」保供主力氣田,「深海一號」大氣田提前開展關鍵設備檢修,有序做好用能高峰期的天然氣開採、處理和外輸工作。目前,氣田所轄23口深水氣井均處於高產穩產運行狀態,油氣總產量超過計劃預期。 「千錘百吊」保障鑽機安裝 前幾天,河南氣溫持續刷新紀錄。但在河南濮陽石油鑽井鑽機的安裝現場,工人們利用一天中溫度較低的時段,在「烤」驗中搶進度,爭取讓新油井早日投產。 隨著安裝指令的下達,悶熱的井場更加火熱。車輛裝卸、設備吊裝、高空組裝……各類施工相互交織,作業風險不斷疊加,也讓安全監督劉曉心情變得十分焦灼。 因為老在井場上「找茬」,加上嗓門大、皮膚黑,劉曉人送外號「黑臉包公」。雖然很招人煩,但他依舊不會放過任何一個細微的隱患。悶熱的天氣下,不一會兒,劉曉全身的衣衫就被汗水浸透,嗓子也喊啞了。 54米高、近三百噸重的鑽井井架,被分解成百餘個部件,等待組裝。井架安裝如同「高空搭積木」,每一節組件重則40噸,輕則1噸,空中精準對接的難度是地面的十倍。當第二節井架與基座對接時,忽然一陣大風,讓井架失去平衡,給原本就困難的吊裝作業帶來了更大挑戰。有著24年鑽井經驗的劉新,當機立斷做出調整。 銷釘,如同人的「關節」一般,是維繫龐大井架結構安全的重要零件。站在僅有一個腳掌寬的平臺上、揮動18斤重的鐵錘,考驗的不僅是體力,更是意志力。一個鑽井平臺,至少需要用到120多個銷釘,這意味著僅砸銷釘這一項工作,工人們每天就要揮臂敲擊千餘次,最累的時候,胳膊像灌了鉛一樣沉。 當組裝接近尾聲,俯瞰整個井場,井架聳立,預示著一口新的油井即將進入鑽進階段,石油工人用汗水和堅守將能源飯碗端得更牢、更穩。 戰高溫保民生 守護夏日清涼 連日來,浙江多地持續高溫,電網負荷驟升。為保障居民、企業生產生活、農業用電安全可靠,供電部門多措並舉,守護夏日清涼。 在浙江常山,一處農業產業園內,每一個菇棚都配備制冷機、溼度調節器、智能溫控系統。為保證智慧大棚用電無憂,當地供電公司對電路進行了改造升級。 在浙江麗水,這幾天溫度已接近40℃,電力保障作業人員平均每天要開展6次高空帶電作業。與以往不同,今年暑期,作業人員兩層防護服之間,新配備了「降溫背心」,通過冰袋將體感溫度維持在33℃左右,添加一次可持續降溫1小時。 在浙江嘉興,電力部門組織12支帶電作業隊伍同時在三個作業片區開展帶電作業。在設備「不停電」的狀態下完成檢修、接引等工作。
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