西安8月13日電 (記者 阿琳娜)記者13日從西北工業大學獲悉,該校空天結構技術重點實驗室張衛紅院士團隊與香港城市大學呂堅院士、香港理工大學王鑽開教授合作,在軟體機器人領域取得了新進展,成功開發出一種基於新型電活性聚合物的多功能機器人,有望滿足複雜結構和極寒環境下的應用需求。 據介紹,電活性聚合物是一類可在電場作用下產生大幅度形變的智能材料,廣泛應用於人工肌肉、軟體機器人等前沿領域。隨著應用場景的不斷擴展,機器人對系統的多功能集成能力提出了更高的要求。傳統電活性聚合物往往僅具備電致變形功能,難以滿足環境適應性及系統集成需求。因此,開發具備多模式響應行為的智能材料並實現功能集成,是當前軟體機器人研究中一個亟須解決的問題。 圖為材料設計和多功能軟體機器人示意圖。西北工業大學供圖 在本研究中,團隊開發了一種具備低電壓驅動、高電吸附力和可控自加熱的新型聚氯乙烯基電活性聚合物。通過在聚氯乙烯凝膠中引入乙酸乙烯酯,有效抑制了因塑化劑遷移引起的發熱與電擊穿問題,同時顯著提升了材料的介電性能與力學性能。與現有材料相比,新型材料的發熱量降低超過50%,使用壽命延長15倍以上,輸出力提升1.75倍,電吸附力提升2.15倍,在2V/μm的低電場下即可實現30kPa的強吸附力,遠優於傳統靜電吸附結構。此外,研究還提出多種電壓控制策略,可實現材料的按需自加熱或進一步發熱抑制。 在此基礎上,研究團隊開發出具備快速爬行、低溫環境自加熱、模塊化組裝與協同作業能力的微型軟體機器人。機器人結構緊湊,響應靈敏,在僅72.5V的低電壓下即可驅動運動,顯著低於現有同類系統。通過集成的電吸附結構,機器人集群可在毫米尺度內實現快速連接與脫粘,在狹小空間內完成自主重構,具備優異的群體協作能力。 在極寒環境測試中,機器人可在-50℃環境下完成自主加熱、以及巡檢和冰層融化等任務。在航空發動機葉片檢測、狹縫探測和寒區作業等應用場景中展現出顯著優勢。相關成果為極端環境下小型智慧機器人系統的研發提供了新思路,也展示了該類材料在電子器件、仿生系統和智能製造等領域的廣泛應用前景。(完)
在常見的氣象災害中,哪些因突發性強、影響範圍小而難以實現精準監測?公眾有時感覺「天氣預報不準」又是什麼原因?面對洪澇或乾旱災害,不同場景下公眾應掌握哪些核心自救技能?針對這些問題,人民網採訪了中國氣象局公共氣象服務中心原氣象服務首席專家朱定真進行解讀。 哪些氣象災害最難精準監測?為何有時感覺「預報不準」? 談及氣象災害監測預警的難點,朱定真指出,在常見的14類氣象災害中,春夏季局地暴雨、冰雹、雷電、雷雨大風因「突發性強、影響範圍小」,因而最難實現精準監測。預報時,我們可以依據天氣背景判斷其可能出現的上述天氣,但要精準到具體時間、具體地點,至今仍是世界性難題。 朱定真解釋道,天氣系統是開放的,影響天氣變化的因素非常多,它們之間的相互作用關係,會因發生時的季節、地區、環流分布等變得極為複雜。因此,以當前的天氣學理論、預報技術方法、觀測手段及密度等,還無法實現天氣預報100%的準確率。 洪澇與乾旱,不同場景下如何自救互救? 關於洪澇災害,朱定真指出,洪澇本是自然現象,自然界中積雪融化、大雨暴雨、山洪泥石流等都可能引發洪澇現象。當洪水、澇漬威脅人類安全、影響社會經濟活動並造成損失時,便形成了包括洪災、澇災和漬災在內的洪澇災害。 面對洪澇,朱定真強調個人需做好預防:汛期易受洪水影響地區的群眾應養成收聽、收看天氣預報及預警信息的習慣,偏遠地區群眾要關注危險警示;洪水到來前,需抓緊時間轉移或做好準備——有條件者可修築或加高圍堤,無條件者應選擇基礎牢固的屋頂、臨時避難臺等場所;準備幾天的食品,將衣被等禦寒物放至高處,搜集木盆、木塊等加工為救生設備;將不便攜帶的貴重物品做好防水處理,綑紮後埋入地下或放至高處,小件貴重物品可縫在衣物中;備好醫藥、取火等物品,保存好可用的通信設施。 若被洪水圍困,朱定真提醒,被困者切不可絕望或消極等待,要主動尋找生機;洪水洶湧時絕對不能下水,因水中的漩渦、暗流,上遊衝下的漂浮物,以及可能遭遇的毒蛇毒蟲咬傷、觸電等,都極易造成傷害。在互救方面,遇到他人水中遇險,需在力所能及的情況下伸出援手,且應掌握心肺復甦、人工呼吸等急救常識。 「乾旱災害是因降水減少、水利工程供水不足導致用水短缺,進而危害生活、生產和生態的事件。」朱定真指出,在乾旱、半乾旱氣候區和溼潤、半溼潤氣候區都可能發生,尤其在乾旱、半乾旱氣候區,因降水量年際變化大,乾旱發生頻率更高。 應對乾旱時,朱定真建議,旱區群眾可通過修建家庭水窖蓄水、改種作物品種、打井取水、尋找新水源等措施,積極開展生產自救,減少損失;日常生活中更要注意節約用水,個人力量雖有限,但全社會共同努力能產生顯著效果。
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