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)
西雙版納8月11日電 題:湄公河「機電衛士」沈慶勇:用技術搭建四國執法友誼 作者 陸希成 曾經劫案頻發的湄公河,如今已成為繁忙有序的國際航道。近日,記者走訪雲南省公安廳水上巡邏總隊,43歲的機電民警沈慶勇向記者講述了他眼中湄公河14年的巨變。 2002年,剛畢業的沈慶勇跟隨親戚來到湄公河跑船。「船員們經常聚在一起討論,哪條船在哪裡被劫了、哪段水域不太平,晚上儘量繞開。」沈慶勇回憶,有一次他所在的貨船在湄公河會龍河口水域被武裝人員攔截,「江中間橫著一條小船,兩三個人拿槍指著你喊靠過來,只能照做。」 2011年,震驚中外的湄公河「10.5」案件發生。不久後,中老緬泰四國共同建立湄公河流域執法安全合作機制,中老緬泰湄公河聯合巡邏執法應運而生。 當時,29歲的沈慶勇毫不猶豫報名入伍,經過層層篩選,被特招為原雲南省公安邊防總隊水上支隊(現為雲南省公安廳水上巡邏總隊)機電兵。「不能讓同胞再在這條河上受欺負。」這是他當時最樸素的想法。 入伍不久,沈慶勇就經歷了一次驚心動魄的搶修。在第二次中老緬泰湄公河聯合巡航執法行動期間,寮國、緬甸執法艇螺旋槳觸礁受損嚴重,導致執法艇失去動力,在湍急江水中極易失控,更換螺旋槳迫在眉睫。深夜江水冰冷刺骨,沈慶勇憑經驗判斷清晨溫差有助拆卸,帶領戰友們堅守到天亮,終於成功修復螺旋槳,化險為夷。 14年間,沈慶勇已先後參與100餘次湄公河聯合巡邏執法行動。在他看來,湄公河變了——貨船更新換代速度加快、船員收入大幅提升、關累港貨運量增長數倍,但最直觀的變化在人心。 巡航期間,沈慶勇檢查執法艇主機控制面板。 受訪人 供圖 除了日常聯合巡邏執法,湄公河的溫情故事不斷上演。聯合巡邏執法編隊定期為沿岸各國村寨義診送藥、給孩子們送去學習文具、在江邊搭起幕布放映電影......「剛開始,當地民眾對我們還有些警惕,會保持一定距離。」沈慶勇說,如今村民們聽說要放電影,全村男女老少都會早早等在江邊;每次給學校送學習用品,孩子們會自發組織歡迎隊伍;巡邏艇經過時,沿岸民眾常常到岸邊主動招手致意。 真誠,讓四國執法人員的心越走越近。作為機電技術骨幹,沈慶勇經常協助各國執法人員解決技術難題。寮國、緬甸的執法人員都親切地用中文叫他「師傅」。沈慶勇說,如果翻譯不在現場,他就用手勢比劃,一遍遍演示維修步驟。「現在每次到各國執法點開展交流活動,他們早早就在岸邊等候,這種感覺像走親戚。」沈慶勇說,經過這些年的相處,大家早已成為朋友。 黃昏時分,記者在湄公河「金三角」(泰國、寮國、緬甸交界處)水域看到,各國貨船往來穿梭,汽笛聲聲;湄公河沿岸村落炊煙嫋嫋,孩子們在江邊嬉戲。「這樣的平靜來之不易,我們要珍惜。」沈慶勇說。(完)
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