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)
在浙江省台州市椒江區沿海,每天都有不少穿著藍色馬甲的人來撿拾塑料瓶、廢棄漁網、漁具等,再送往附近的「小藍之家」收集點回收。這道「藍色」的風景線,對應著台州市近年來探索實施的「藍色循環」治理體系,為大海「美顏」的同時,也帶動了百姓增收。 台州溫嶺箬山「小藍之家」家長、漁民對接人張文祥說:「海洋裡的塑料瓶回收價高,能達到1.5元到2元一斤。」漁民收集、再生企業回收處理後再出售給有環保需求的下遊企業,生產出手機殼、服裝、鞋子等。一條由政府引領、企業主導、公眾參與的完整價值鏈搭建起來,海洋垃圾變成了「寶藏」。 這是一次生態共富的實踐。藉助數位化溯源體系,下遊出口企業能夠獲得國際權威機構認證,打開國際海洋塑料再利用的高端市場;上中遊運營企業、認證機構等組建起「藍色聯盟」,將海洋塑料交易額的20%作為「藍色共富基金」,開展物資補貼、綠色信貸、社會保障等服務,惠及更多主體,也讓「藍色循環」更可持續。 「近年來,人們參與環保的意識提高了。以前不少漁民比較牴觸,覺得收集漁網、塑料、油汙等是個麻煩事,現在都會主動來問能否回收,因為他們真的從中受益了。」項目主要參與方藍景科技有限公司生產副總經理方敏告訴記者。2023年,「藍色循環」項目從全球2500多個項目中脫穎而出,獲得聯合國環保最高榮譽「地球衛士獎」,成為全球海洋治汙標杆。 這也是浙江陸海統籌推進海洋治理的縮影。 陸域面積10多萬平方公裡、海域面積超26萬平方公裡,擁有6715公里海岸線、佔全國的20.3%……海洋,賦予了浙江獨特的自然優勢。 開展海岸線整治修復三年行動,推進「藍色海灣」整治行動,成為全國首個生態保護修復產業專項基金改革試點……這些年,浙江保護海洋的力度不斷加大。為了讓海洋掙脫「塑縛」,今年7月底,浙江省人大常委會批准《台州市海洋塑料廢棄物治理規定》。這個全國首部針對海洋塑料廢棄物治理的地方性法規,把「藍色循環」模式上升為制度化成果,為全國沿海城市以法治化治理海洋汙染提供了可供借鑑的經驗。 海洋汙染,問題在海裡,根子在陸地。海洋汙染物80%以上來自陸地。強化陸海統籌、綜合治理,從源頭上減少陸源垃圾入河下海,才能避免陷入一邊傾倒、一邊治理的局面。浙江省生態環境廳副廳長麻勝聰表示,浙江一體推進陸源汙染治理、入海氮磷控制、流域生態保護,著力提升入海水質。「十四五」前4年,浙江近岸海域優良水質比例平均較「十三五」提高18.6個百分點。 從寧波市象山縣黃避岙鄉斑斕海岸線廣場遠眺,海水退潮後,露出的大片灘涂上,小螃蟹、小魚在爬行、跳動。西滬港海岸線沿線的萬畝優質灘涂,生長著紫菜、海帶、滸苔等「西滬三寶」,擁有豐富的藍碳資源。 海洋是地球上最大的碳庫。象山旭文海藻開發有限公司總經理朱文榮介紹,滸苔就是「吸碳大戶」,海洋中1公斤滸苔苗可長成1000公斤滸苔,它們在生長過程中吸收海水和空氣中的氮、磷、碳,起到固氮、固碳作用,科學計算後可以得出滸苔生長過程中固碳的數量。「從銷售收入看,漁民養殖紫菜、海帶等的收入比不上養殖黃魚、鱸魚,但從生態效益看,前者明顯高於後者。」朱文榮說。 2023年2月28日,一場特別的拍賣會在黃避岙鄉舉行,拍賣標的正是藍碳。最終,總重量為2340.1噸的藍碳以每噸106元的價格成交。作為交易賣方之一,朱文榮的公司出售了2022年滸苔碳匯量246.1噸,拍賣所得資金主要用於滸苔苗種培育養殖及固碳機制研究,形成「技術—產業—環境」的良性循環。 實踐表明,保護海洋生態能「變現」,開發海洋資源能增值。「目前,市場對藍碳需求非常大,都在等著我們把藍碳產品開發出來。」象山縣發展和改革局副局長胡盛敏告訴記者,打通海洋資源向資產轉化的通道,既增加養殖收入,又能助力「雙碳」目標,實現海洋生態效益和經濟效益雙提升。 麻勝聰表示,浙江始終把海洋生態文明建設放在突出位置,持續探索創新海洋生態環境治理模式,讓海更藍、灘更美,不斷提升人們的獲得感、幸福感、安全感。 (文/本報記者 牛 瑾 李 景 原 洋 朱雙健 曾詩陽) 來源:經濟日報
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