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)
8月9日晚,「何以中國·和合共生」網絡主題宣傳活動將在天津舉辦,一場探尋中華文化根脈、展現文明交流互鑑魅力的文化盛宴拉開帷幕。津門講「和合」,文明映中國。本次活動將以海河之畔為窗,以津門煙火為笛,向世界展現舊邦新命的文明圖景,為世人演奏激蕩共鳴的文明交響。這是天津的樣子,是眾多中國城市的樣子,更是新時代「文明中國」的樣子。 從「協和萬邦」的格局,到「胡漢一家」的氣度;從敦煌壁畫裡的異域元素,到鄭和船隊架起東西方交流的海上橋梁,「和合共生」深植於中華文明的文化基因與氣質稟賦。天津,這座因河而興、向海而盛的城市,正是這一理念在神州大地落地生根、生生不息的生動縮影——無論是開埠通商成為中外文化交流前沿陣地,還是在現代化進程中不斷吸納融合多元文化,天津始終以海納百川的胸懷擁抱世界,熔鑄成今天獨特的城市氣韻。 「古今和合」展現守正創新的中國。我們看到,泥人張彩塑、楊柳青年畫內容更新、手法創新、傳播煥新,不僅吸引年輕人加入創作,也化身數字藏品飛入雲端;津門法鼓敲出新鼓點、天津相聲抖出「新包袱」,從天津走向全國,從歷史走向未來;在修復後的梁啓超故居,62件新展出的老物件通過數位技術「復活」,吸引無數遊客前往「打卡」……傳統與現代撞個滿懷,歷史與未來交相輝映,以舊墨書寫時代新韻,以深根滋養歲月新花,生生不息的天津,為中華文明綿延不絕的永續篇章寫下註腳。 「人城和合」展現幸福美好的中國。天津的街頭巷尾,既有歷史名城的厚重底蘊,也有現代都市的繁華舒適。在這裡,古老的建築、街道成為城市記憶的載體,海河兩岸的光影演繹著絢爛與華麗;在這裡,雙層觀光巴士變身「移動相聲劇場」,無數文化場館向觀眾免費敞開大門;在這裡,生態優良、環境整潔,令人心曠神怡,助力宜居宜業……夜色在海河親水平臺蔓延開來,漫步的遊客、跳舞的市民、吹奏的藝人等,勾勒出生活的輪廓,描摹出人、城、水共生的和諧畫面,這是「天人合一」的「城市篇」,也是中國式現代化文化長卷的「生活篇」。 「中外和合」展現開放包容的中國。天津港巨輪如梭,「搭乘」著海風與洋流,在此交匯融合。作為2025年上合組織峰會的主辦城市,天津正以更加開放的姿態走向世界。看天津,魯班工坊裡中外學生一起研究榫卯技藝,來自俄羅斯的年輕人學習楊柳青年畫;看國外,霍元甲的武術吸粉無數,孟廣祿的京劇唱腔大放異彩,天津的文化符號,早已跨越城界、跨越國界,成為世界了解中國、愛上中國的窗口。在文化的交流融合中,天津增進了與世界各國人民的友誼,也為推動構建人類命運共同體貢獻了文化力量。 海河之水,不舍晝夜,既倒映著三岔河口的歷史煙雲,更奔湧向遼闊大海的月異日新。天津恰如這河海交匯處的一顆明珠,以「和合共生」的實踐,為「何以中國」這一宏大命題提供了具體而微的「參考答案」。中華文明的生命力,就蘊藏在這「萬物並育而不相害,道並行而不相悖」的智慧裡。當傳統文化與現代發展、中華文明與國際新機在這座城市交響和鳴,我們聽見的不僅是海河的澎湃,更是中華文明面向未來的壯闊濤聲——這條蜿蜒五千餘年的「長河」,正以「和合之力」,奔湧不息。(呂品)
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