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)
烏魯木齊8月7日電 (龍振華 史玉江)6日,在新疆昆玉市杜瓦草場海拔3500餘米的陡崖上,一群靈動身影闖入無人機鏡頭——數隻北山羊正沿近乎垂直的巖壁從容跳躍。 北山羊駐足遠眺。鍾昌濤 攝 鏡頭中,「高原精靈」北山羊的姿態尤為奪目:領頭母羊犄角如兩把尖刀,帶領群體在巖縫間穿梭;幼羊啃食巖縫青草後快步跟上,絨毛沾著草屑;成年公羊螺旋狀犄角泛著光澤,殿後時每一步都透著沉穩。 「這組影像清晰捕捉到北山羊的群體行為,為研究其生態習性提供了珍貴素材。」昆玉市自然資源和規劃局幹部於蘇甫江·牙庫甫說,北山羊棲息於海拔3000至5000米的裸巖區,對生態環境極其敏感。 北山羊棲息於海拔3000至5000米的裸巖區,對生態環境極其敏感。鍾昌濤 攝 於蘇甫江·牙庫甫介紹,杜瓦草場所在的崑崙山中段,現已棲息120餘種野生動物,其中國家重點保護物種20餘種,「藏羚羊、馬鹿、北山羊頻繁現身,正是區域生態的『晴雨表』。」 如今,「高原精靈」得以安心棲息。鍾昌濤 攝 據悉,實施草畜平衡、劃定紅線、巡護監測、嚴控幹擾等舉措讓「高原精靈」得以安心棲息。 「你看那片崖壁草,去年還稀稀拉拉,現在密得能遮石頭了。」當地牧羊人麥麥提明·艾力指著遠處說。 「每一次記錄,都是對人與自然共生的詮釋。」於蘇甫江·牙庫甫感慨道。(完)
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