成都8月12日電(賀劭清 曹惠君)電子科技大學12日對外發布稱,該校團隊研發出一款新型具備高機動性與強穩健性的「電子蟑螂」軟體微型機器人。這款機器未來應用前景非常廣泛,有望在災害救援、管道檢測、偵察監聽等隱蔽狹小空間作業場合大顯身手。 「電子蟑螂」機器人實物圖,大小與一枚硬幣相當。電子科技大學 供圖 這款機器人個頭小,重約1克、長約2釐米,只有一個硬幣大小。它還跑得快,行走直線速度可達9.6釐米/秒,一秒內可實現原地轉彎280度。同時,它還特別靈活,就算從高處跌落被迫「翻了個身」,也能繼續爬行。它還能夠承載相當於自身重量900倍的壓力,120斤的人踩上它,依然能夠毫髮無傷地回彈復原。 從外形上看,「電子蟑螂」機器人更像一張四方桌。「桌面」似綠色的方片,實則是由柔性壓電材料製成的驅動器,相當於「蟑螂」的「人工肌肉」,調控著它的行動軌跡。與「人工肌肉」平行的下方框架上,分布著電池、控制電路、傳感器等部件,憑藉直徑只有頭髮絲四分之一的細線和「人工肌肉」相連。操作人員通過手機藍牙發送信號至電路板,就能遠程給機器人下達行動指令。 電子科技大學機器人研發團隊。電子科技大學 供圖 在演示視頻中,「電子蟑螂」能夠在平面上靈活完成前進、後退、轉彎等一系列動作。支撐其複雜運動軌跡的,僅是單獨一片薄薄的「人工肌肉」。這背後的設計原理,正是這款機器人的核心技術難題。這一設計靈感,來源於團隊一次偶然的發現。當時研發團隊正在做機器人運動實驗,突然注意到重量較輕的機器人,會隨著身上部件振動頻率的不同,作出超出設計預想的爬行方向,例如突然前進、後退或轉彎。 從頻率影響運動軌跡的現象發現,到相關理論提出,再到實驗驗證得出計算公式,電子科技大學團隊共花費了兩年多的時間。該「電子蟑螂」區別於其他同類型微型機器人的最大優勢,就是僅靠調節單個驅動器的頻率,便實現了靈活控制腿部末端運動軌跡的形狀、方向與傾斜角度。 此外,這隻「電子蟑螂」還可同時適應水陸運動的「兩棲」機器人。當它處於水中時,四條腿就變成了「船槳」,受水的阻力運動變緩,但基於不同的頻率依舊能展開水面可控滑行。(完)
本報訊 (記者於忠寧)隨著電動汽車與儲能電站的發展,鋰金屬電池雖有望突破500Wh/kg的能量密度極限,卻面臨嚴峻的安全挑戰。高鎳正極在200℃時即分解釋放氧氣,金屬鋰負極與電解液反應生成氫氣、甲烷等可燃氣體,正負極氣體在密閉空間相遇易觸發劇烈反應,導致電池熱失控甚至爆炸。因此,開發兼顧高能量與高安全的電池技術成為行業的迫切需求。 近日,中國科學院化學研究所研究員白春禮、郭玉國與副研究員張瑩,基於前期電池熱安全機制和聚合物電解質設計的研究成果,提出「阻燃界面用於智能氣體管理」設計策略。該團隊在正極內部構建阻燃界面(FRI),通過溫度響應機制實現雙重防護:當電芯溫度升至100℃時,FRIs釋放含磷自由基並遷移至負極表面,猝滅電解液熱解產生的H·、CH·等活性基團,使可燃氣體生成量下降63%,同時抑制正極49%的氧氣釋放,從源頭切斷爆炸反應鏈。 進一步,在熱濫用測試中,研究實現0.6Ah鋰金屬軟包電芯零爆炸。在0.6Ah鋰金屬軟包電芯的熱安全測試中,該策略展現出優異的防護效果:熱失控峰值溫度從1038℃降至220℃,實現電芯零熱失控。氣相色譜-質譜分析證實,電芯內部整體產氣量減少63%,其中可燃氣體佔比由62%降至19%,緩解了電池內部壓力積聚,並降低了電池爆炸風險。 上述研究為開發高比能、高安全的電池技術提供了新思路。
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