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)
拉薩8月8日電 (趙朗 盧鑫)「到祖國最需要的地方去是我作為軍人醫生的誓言,在每一次巡診、每一次救治中,我都能感受到群眾和官兵對我的信任,這成為我紮根雪域高原的力量。」從邊防哨所唯一的軍醫,到西藏心血管介入領域的佼佼者之一,西藏軍區總醫院心血管內科副主任醫師張旭說。 「來到西藏成為一名軍醫,是緣分,同時實現了我成為軍人的夢想。」張旭介紹,2004年盛夏,一份高考成績單讓他與夢想的軍校失之交臂,他轉身走入地方醫科大學,心中那抹「橄欖綠」卻從未黯淡。五年後畢業在即,部隊直招軍官的消息傳來,他毫不猶豫,在志願書上鄭重寫下「西藏」。 圖為張旭在做心臟介入手術。西藏軍區供圖 帶著軍人的使命感和榮譽感,張旭成功抵達了西藏一海拔4700米的邊防團衛生隊,「稀薄空氣扼住呼吸,強烈紫外線灼燒皮膚,刺骨寒風穿透棉衣,我感覺這是雪域高原給我的『見面禮』。」張旭說。 「我是一名軍人,還是一名醫生,我必須快速成長起來,幫助需要幫助的人。」作為該邊防團衛生隊唯一的醫生,張旭成為方圓百裡官兵和牧民的「守護者」。 巡診路上,面對高原疑難病症,他頓感沉甸甸的使命感壓在肩頭。於是他白大褂下一邊苦練軍事技能,一邊仔細研讀高原醫典,讓自己迅速成長為官兵信賴的業務骨幹。 「軍人只有兩項工作,打仗和準備打仗!」這不僅是他常掛嘴邊的話,更是刻入骨髓的行動準則。2012年,憑藉邊防淬鍊出的過硬素質,張旭以選調第一的成績進入西藏軍區總醫院心臟內科。 圖為張旭為患者檢查。西藏軍區供圖 實戰是終極考場。2017年3月,他受命參加重大軍事行動,擔任野戰醫療隊重傷救治組組長。6月18日深夜,醫療隊冒雨摩託化機動至任務地域。命令如山:立即展開野戰救護所!手電光刺破墨黑夜幕,他與組員在泥濘中爭分奪秒,雨水汗水浸透迷彩,高原寒意刺骨,僅40分鐘,一座功能完備的「生命方舟」在荒野中拔地而起。此次任務六個多月,張旭帶隊巡診2000餘人次,31名住院傷員全部康復歸隊。 看著黨員徽章在迷彩服上閃光,張旭常常以此來激勵自己。2020年跨區演練,張旭率重傷救治組與國內其他地區精銳同臺競技,高強度考核下,他帶領團隊沉著應戰,最終斬獲小組第一。 在高原環境下,張旭深知,守護生命線,僅憑熱情遠遠不夠,還必須掌握尖端技術,攻克「官兵急盼、部隊急需」的醫療難關。 調入西藏軍區總醫院後,他潛心攀登心血管介入技術險峰。十餘年磨礪,冠心病介入、先心病封堵、起搏器植入等核心技術被他逐一攻克。高原低氧低壓下,其手術成功率和療效已比肩國內頂尖三甲醫院,穩居西藏前列。累計完成各類介入手術4000餘臺。「這些數字背後,是數千個重獲新生的心跳。」張旭說。 創新是突破高原醫療瓶頸的利刃。2023年,張旭在西藏率先引入體外反搏心臟康復技術,心衰患者迎來新希望。2024年,冠狀動脈內超聲(IVUS)和冠狀動脈血流儲備分數(FFR)測定成功落地,開啟了高原複雜冠心病精準介入治療新篇章。 2025年,張旭將生物可降解封堵器治療先天性卵圓孔未閉技術應用到西藏,為患者提供更優選擇。這些勇闖技術「無人區」的突破,為30餘位命懸一線的急性心梗官兵、100多位西藏先心病患者託起生命希望。 從業至今,張旭始終保持「零投訴、零糾紛」紀錄。在平均海拔4000米以上的「生命禁區」,用十六載青春與精湛醫術,為高原軍民築起了一條守護心血管健康的「生命之路」。(完)
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