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)
三明8月13日電 題:福建三明「綠色電網」:青山綠水間的「零碳」實踐 作者 吳學生 陳金華 盛夏的福建三明,群山環繞,古木參天,碧水長流,空氣清新,如同走進一個「天然氧吧」。這裡的森林覆蓋率達77.12%,被譽為「中國綠都」。 近年來,三明將生態優勢源源不斷轉化為綠色發展優勢。國網三明供電公司同步啟動「環境友好型電網」建設,通過推動清潔能源消納、電能替代、林電共安、守護候鳥生命線等措施,厚植「綠色電網」底色,勾勒出人與自然和諧共生的新圖景。 推進新型電力系統建設,打造「零碳金湖」 大金湖景區位於三明市泰寧縣,是福建泰寧世界地質公園的核心景區,以丹霞地貌為主,兼具花崗巖地貌景觀和人文景觀。 圖為三明泰寧載客量最大的純電動遊船每日接送遊客穿梭於大金湖上。鄧勝林 攝 在大金湖景區裡,一家度假酒店的「光儲充微電網」示範項目格外引人注目。光伏板將陽光轉化為電能,儲能設備有序儲存多餘電力,就像一個巨大的「充電寶」,持續為來往電動汽車充電、為酒店提供24小時熱泵加熱的熱水,每年可有效利用光能發電40萬千瓦時。 據國網三明供電公司相關負責人介紹,2024年起,該公司結合泰寧旅遊特色,配合地方政府推出零碳交通、零碳住宿、零碳餐飲等能源替代項目,通過充電遊船替代燃油遊船、電氣化廚具替代燃柴廚具以及酒店集光、儲、充為一體的微電網項目推廣建設等措施,打造「零碳金湖」名片。 如今,大金湖的「零碳模式」每年減排4000餘噸溫室氣體,相當於在湖邊種了數十萬棵樹,讓碧水藍天更澄澈。 推廣綠色建造技術,建設「零碳」電網 在三明首座「低碳」變電站——110千伏文昌變電站的建設現場,看不到塵土飛揚,進度井然有序。這得益於國網三明供電公司按照「策劃一項、建設一項、創建一項」的「零碳、零能耗」綠色工程管理理念,推廣綠色建造技術,實現電網高質量發展和生態環境高水平保護協同共進。 施工現場,國網三明供電公司採用混合氣體組合電器替代充油組合電器,減少火災隱患、降低環境汙染;使用生態環保預製性材料,告別塵土和建築垃圾;構築生態邊坡及擋牆,防止水土流失,宛如給大地披上了「綠色鎧甲」;屋頂光伏板自發自用,為變電站提供清潔能源和應急電源。 深化林電共安,守護生物多樣性 三明地處福建省西北部,山地丘陵多,電網線路長、分布廣且多在崇山峻岭中,輸電線路與森林資源安全長期面臨考驗。 近年來,國網三明供電公司通過政企協同聯動深化林電共建共安體系的探索與實踐,建成42條總長45公裡的生物防滅火林帶,跨越林區面積達1635畝。用油茶、楊梅等替代毛竹、杉木等易超高超限、低附加值植物,從源頭消除線樹矛盾,保障線路和森林安全,同時為村民和村財增收,形成「線路安全、林農受益、森林防火」的多贏局面。 圖為國網三明供電公司員工在輸電鐵塔上安裝護鳥擋板。蔣俊傑 攝 此外,三明市的明溪、沙縣、永安、尤溪等地是候鳥遷徙的重要路線。為做到鳥類與電網的和諧共生,國網三明供電公司除定期對東方白鸛、白鷳等保護鳥類的棲息地及附近輸電線路開展特巡特護外,開展愛鳥護線宣傳活動,發放愛鳥行動宣傳手冊,並加裝了2244塊護線護鳥擋板,既防止鳥類碰觸電網引發故障,也為其提供安全棲息環境。 目前,在三明的這片青山綠水間,環境友好型電網新畫卷正徐徐展開。(完)
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