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)
自6月16日真華路下立交改造工程啟動全封閉施工以來,申通建設集團第三分公司科學部署、高效組織,推動各項改造工作穩步推進。目前,工程已完成多項關鍵施工任務,為後續工程的順利開展築牢根基。根據此前規劃,為配合上海軌道交通20號線一期工程順利推進,真華路(富平路-廣至路)於6月16日0時開始進行全封閉改造施工。本次交通組織施工至9月20日24時結束(9月1日0時起部分恢復),共計97天。封閉施工期間,機動車、非機動車需沿真北路下立交、嵐皋路橋等進行繞行,該路段交通組織將進行相應調整。第一階段擬定於6月16日0時(中考結束後)至8月31日24時進行,共77天。實施地道範圍內(除東側人行道外)清障和結構拆復建作業。施工時,封閉真華路地道雙向機動車道和非機動車道,僅保留行人正常通行。第二階段擬定於9月1日0時至9月20日24時進行,共20天。實施東側人行道範圍清障和結構拆復建作業。施工時,開放真華路地道雙向3車道(北向南2車道,南向北1車道),以及雙向非機動車和行人正常通行。截至目前,工程關鍵節點成果顯著:已完成全圓MJS止水帷幕106根,為地道結構的穩定提供了堅實保障;疏乾井的建成投用,為後續作業創造乾燥環境;完成15根抗拔樁拔除及30根新樁施工,優化了地道的受力結構;拔除西側圍護樁5根,為西側區域的後續施工掃除了障礙;同時開展了5塊底板中A1、B2、A3這3塊的破除復建以及西側人行通道的結構復建工作,標誌著地道內部結構和行人通行設施改造取得了階段性成果。工程推進中,第三分公司克服諸多挑戰。為加快施工進度,積極辦理《工程夜間施工作業備案審查意見書》,實行24小時流水施工模式。同時加大對機械與勞動力投入,通過增加施工設備數量與種類、擴充施工人員隊伍提升效率,確保剩餘工程按計劃推進;針對高溫、颱風等惡劣天氣,通過調整作業時間、配備防暑物資、加固設施等措施保障施工安全。此外,主動聽取周邊居民訴求建議,最大程度減少施工幹擾。下一步,三分公司將持續保持良好施工態勢,緊盯工程目標,嚴守質量與安全底線,全力推進真華路下立交改造工程,力爭早日完工,為市民提供更加安全、暢通、舒適的通行環境。
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