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)
「同學們看這幅剪紙,它講述的是回民支隊在阜城縣突圍的故事……」近日,河北省衡水市阜城縣教育局青少年校外活動中心組織中小學生,到剪紙藝人王永濤的工作室,在體驗阜城剪紙中了解抗戰歷史,這是衡水市開展愛國主義教育活動的縮影。暑假以來,衡水市中小學生通過實地探訪、閱讀經典、互動體驗等形式,傳承和弘揚偉大抗戰精神。 為引導廣大中小學生堅定理想信念、厚植家國情懷,衡水市教育局利用暑假,在廣大中小學生中組織開展了愛國主義教育「四個一」活動,即鼓勵學生就近參觀一處愛國主義教育基地或研學基地、觀看一部愛國主義影片、閱讀一本紅色經典書籍、撰寫一篇心得感悟。各學校結合實際,精心組織開展了形式多樣的活動,吸引全市中小學生積極參與。 用腳步丈量紅色沃土。抗日戰爭時期,衡水湧現出許多可歌可泣的英雄人物。衡水市各學校用活用好紅色資源,組織引導學生就近參觀愛國主義教育基地,聆聽革命故事。衡水中學組織部分學生前往阜城馬本齋紀念園及武強縣林東村抗日戰爭紀念園;第十三中學的部分學生則以個人或小組的形式,參觀了安平縣臺城村中共第一個農村黨支部紀念館、饒陽縣耿長鎖紀念館;故城縣高級中學聯合縣黨史辦,組織師生前往紀念館,並走訪抗戰老兵,在實踐中傳承紅色基因。 以光影傳遞家國情懷。一部紅色經典影片,就是一堂生動的思政課。衡水市鼓勵學生觀看反映革命歷史、國家發展、時代變遷等內容的優秀影視作品,廣受大家歡迎。阜城縣第七小學、衡水市前進街小學和珍寶街小學的學生們,觀看愛國電影後精心製作了明信片,畫英雄人物、寫英雄事跡;衡水市第四中學開展了紅色電影進校園活動,組織師生觀看革命歷史題材電影《井岡星火》;衡水市第二中學組織了主題觀影活動,同學們觀看了《覺醒年代》《長津湖》等多部影視作品,並通過班級微信群、線上主題班會等形式分享觀影心得。 文字裡重溫革命歲月。衡水市引導學生精選紅色經典書籍進行閱讀,從中汲取奮進力量。衡水市南門口小學開展了「誦讀紅色經典」活動,孩子們積極參與,用稚嫩的聲音傳遞對革命先輩的敬意;衡水市第七中學建立常態化紅色閱讀機制,聯合桃城圖書館設立「抗戰圖書角」,館藏抗戰史料、英雄傳記等書籍超1000冊,供師生借閱,並開展月度「紅色書籍分享會」及徵文評比;棗強縣第六小學、武邑縣清涼店明德小學的學生,有的在家裡搭建了「紅色故事小舞臺」,有的參加學校舉辦的講故事比賽,聲情並茂地向家長、同學講述《小英雄雨來》《敵後武工隊》等經典故事,「紅色種子」在青少年心中紮下根。 感悟中汲取奮進力量。衡水市還積極引導學生通過以上參觀、觀影、閱讀等活動,結合自身經歷和感受,撰寫心得體會。學生們結合興趣專長,以文字、手抄報、連環畫、參加志願活動等不同形式表達對偉大祖國的熱愛。 (本報記者 耿建擴 陳元秋 本報通訊員 段文雅)
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