多方協力，破解製造業用人難題
2025-11-25 06:03 9,879次浏览西安8月13日電 (記者 阿琳娜)記者13日從西北工業大學獲悉，該校空天結構技術重點實驗室張衛紅院士團隊與香港城市大學呂堅院士、香港理工大學王鑽開教授合作，在軟體機器人領域取得了新進展，成功開發出一種基於新型電活性聚合物的多功能機器人，有望滿足複雜結構和極寒環境下的應用需求。 據介紹，電活性聚合物是一類可在電場作用下產生大幅度形變的智能材料，廣泛應用於人工肌肉、軟體機器人等前沿領域。隨著應用場景的不斷擴展，機器人對系統的多功能集成能力提出了更高的要求。傳統電活性聚合物往往僅具備電致變形功能，難以滿足環境適應性及系統集成需求。因此，開發具備多模式響應行為的智能材料並實現功能集成，是當前軟體機器人研究中一個亟須解決的問題。 圖為材料設計和多功能軟體機器人示意圖。西北工業大學供圖 在本研究中，團隊開發了一種具備低電壓驅動、高電吸附力和可控自加熱的新型聚氯乙烯基電活性聚合物。通過在聚氯乙烯凝膠中引入乙酸乙烯酯，有效抑制了因塑化劑遷移引起的發熱與電擊穿問題，同時顯著提升了材料的介電性能與力學性能。與現有材料相比，新型材料的發熱量降低超過50%，使用壽命延長15倍以上，輸出力提升1.75倍，電吸附力提升2.15倍，在2V/μm的低電場下即可實現30kPa的強吸附力，遠優於傳統靜電吸附結構。此外，研究還提出多種電壓控制策略，可實現材料的按需自加熱或進一步發熱抑制。 在此基礎上，研究團隊開發出具備快速爬行、低溫環境自加熱、模塊化組裝與協同作業能力的微型軟體機器人。機器人結構緊湊，響應靈敏，在僅72.5V的低電壓下即可驅動運動，顯著低於現有同類系統。通過集成的電吸附結構，機器人集群可在毫米尺度內實現快速連接與脫粘，在狹小空間內完成自主重構，具備優異的群體協作能力。 在極寒環境測試中，機器人可在-50℃環境下完成自主加熱、以及巡檢和冰層融化等任務。在航空發動機葉片檢測、狹縫探測和寒區作業等應用場景中展現出顯著優勢。相關成果為極端環境下小型智慧機器人系統的研發提供了新思路，也展示了該類材料在電子器件、仿生系統和智能製造等領域的廣泛應用前景。(完)
編者按：今年是「綠水青山就是金山銀山」理念提出20周年。20年來，在「兩山」理念指引下，各地湧現出一批堅持綠色發展的創新實踐故事。即日起，光明網推出「兩山」理念與美麗中國系列報導，探訪「生態綠」與「煙火氣」共生圖景，展現「綠意生金銀」的生動實踐。 「兩山」理念與美麗中國丨「無廢城市」綠色變奏曲：變廢為寶 循環生金 城市生態環境質量與人民群眾獲得感、幸福感息息相關。習近平總書記指出，要加強固體廢物綜合治理，加快「無廢城市」建設，全鏈條治理塑料汙染，持續推進新汙染物協同治理和環境風險管控。近年來，各地積極探索具有地方特色的「無廢城市」建設經驗模式，為居民創造更加宜居、宜業、宜遊的城市生態環境。讓我們走近全國首批「無廢城市」建設試點城市重慶，感受綠色發展理念下的城市新貌。 「兩山」理念與美麗中國丨「無廢城市」綠色變奏曲：變廢為寶 循環生金 當竹蒸籠裡騰起第一縷煙火，當輕軌穿樓喚醒寂靜的城市，一部綠色變奏曲正在重慶上演。廢棄物的重生，正化作城市的呼吸，融進了山城的晨昏。 早上一碗小面，是重慶人對早餐最強烈的儀式感。然而，早餐打包所帶來的塑料餐盒，卻是環保工作的「老大難」問題。如今，「塑料交情」終止，隨之而來的是可降解材料的「真朋友」。在與智能回收箱的配合下，它們也找到了終極歸宿。 「兩山」理念與美麗中國丨「無廢城市」綠色變奏曲：變廢為寶 循環生金 重慶市九龍坡區兩網融合智慧服務中心現場解說員謝冰欣：我們的智能投放箱24小時都可以投放，紙類、織物、金屬、塑料等廢棄物投放進去後，智能回收箱會自動識別、稱重，環保金也會即刻打到居民的帳戶裡面。這些廢棄物，我們會統一回收到處置場，通過人工和機器分揀後打碎，再流轉到下個企業，比如塑料類就進入塑料廠。 「兩山」理念與美麗中國丨「無廢城市」綠色變奏曲：變廢為寶 循環生金 重慶市九龍坡區民主村內，居民們拿起了智慧型手機，完成了「掃一掃讓垃圾變廢為寶」的過程。 這樣的改變，只是重慶「無廢城市」建設的一個縮影。作為一座離不開火鍋的城市，餐飲廢油如何科學利用？重慶同樣給出了答案。 「兩山」理念與美麗中國丨「無廢城市」綠色變奏曲：變廢為寶 循環生金 餐廚垃圾的廢棄油脂，通過沉降、分離等工藝，可以轉化成工業級混合油，再由工業級混合油製成生物柴油、生物航煤，應用於航空、工業品等行業。 重慶市大渡口區生態環境局副局長劉寧：我們區裡面到目前為止已經建設了154個「無廢細胞」，下一步我們將培育和建設更多的有代表性的「無廢城市」建設的典型案例，為全市「無廢城市」建設貢獻大渡口區力量。 沒有汙染環境的垃圾，只有放錯地方的資源。無廢並非真的一點兒廢棄物都沒有，讓垃圾找到對的位置，同樣可以發光發熱。 「兩山」理念與美麗中國丨「無廢城市」綠色變奏曲：變廢為寶 循環生金 國網重慶市電力公司電力再生資源循環利用公司生產主管王開才：我們的第三代乾絲機可以把電力設備用的鋼芯鋁絞線的鋼絲和鋁分開。在沒拆分之前，鋼芯鋁絞線一噸在7000塊錢左右，拆開以後，鋁一噸可以賣到1.9萬元左右，鋼絲可以賣到3500～4000元，增長幅度在30%～50%之間。 國網重慶市電力公司電力再生資源循環利用公司主任張錚：截至目前，我們中心累計完成了6700多臺變壓器，4800餘噸電力電纜等物資的拆解處置工作，累計產出電纜、銅線圈、銅鋁線、變壓器、油等報廢物資共計1.7萬噸，總共實現碳減排58萬餘噸。 「兩山」理念與美麗中國丨「無廢城市」綠色變奏曲：變廢為寶 循環生金 作為全國首批「無廢城市」建設試點之一，如今，重慶已建設3800餘個「無廢細胞」，「無廢學校」「無廢醫院」「無廢社區」「無廢酒店」「無廢公園」如雨後春筍般出現，真正實現了惠企惠民。 預計到2027年，全國「無廢城市」建設的比例達到60%，它們將共同編織起一個更有溫度的綠色未來。 記者：張佳興 蔡琳
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