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)
中央氣象臺預計,未來三天(8月10日至12日),四川盆地、西北地區東南部至黃淮南部、江漢、江淮一帶將出現新一輪持續較強降雨天氣。 此次降雨過程具有強降雨落區分散、短時雨強大、夜雨特徵明顯、單點累計雨量大的特點,部分地區累計降雨量將達到特大暴雨級別。 為什麼近期降水這麼多?又這麼強?中央氣象臺首席預報員董全說,今年無論是華北、西北還是黃淮,降水都有一個明顯的特徵,就是面上不均勻但單點強度強。 眼下正處於「七下八上」防汛關鍵期,這一時期的夏季風將水汽和熱量源源不斷地輸送至華北、黃淮、江漢、江淮等地,就像為短時極端降水提供了充沛的「彈藥」。 極端強降雨 甘肅榆中突發山洪災害 近日,甘肅蘭州市榆中縣等地遭遇連續強降雨引發山洪災害。截至9日18時,甘肅榆中縣等地山洪災害已造成15人遇難,28人失聯。受災涉及8個鄉鎮、485戶,共2002人。 據自然資源部、水利部等部門與中國氣象局聯合研判:9日下午至12日,四川中東部、雲南東北部、重慶中部、安徽西部等地的部分地區發生山洪災害的氣象風險高。8月9日18時,水利部和中國氣象局聯合發布橙色山洪災害氣象預警,豫鄂川31個縣市區發生山洪災害可能性大。 當前汛期強降水多發,山洪、地質災害等風險增加,應該如何提前防範?收到預警後,要做哪些行動?面對暴雨、山洪來襲,如何安全逃生? 提前設置災害預警 開啟手機提醒 防災減災,預警先行。 公眾可在微信內搜索「國家應急廣播預警」進入小程序,點擊「開啟應急預警」,並允許「災害預警發布通知」與「獲取位置」,成功添加關注地後,即可開啟多災種預警服務。 點擊關注 國家應急廣播預警小程序 第一時間獲取預警信息 及時避險 ↓↓↓ 在關注地區可能出現暴雨、山洪等災害時,小程序將主動以微信消息通知的形式,彈出推送本地區的災害預警信息,不分智慧型手機品類、作業系統與運營商,確保預警信息有效觸達。 收到預警 快!高!避! 快 「快」是指行動快。如果收到了高級別的預警信息,就要立即撤離,不要貪戀財物。 高 「高」是指向高的地方轉移,如果處於低洼地區,要儘快向房屋屋頂、山坡、堅固的高層建築這些高處轉移。 轉移路線應向溪流河谷兩側的山坡、滑坡體兩側的高地轉移,千萬不要順著溪河溝谷上下遊、滑坡體的滑動方向轉移,這是非常危險的。 避 「避」是指要避開危險的地方,避開一切可能被洪水衝垮、衝毀以及可能帶電的地方,如圍牆、老舊房屋、電線桿、陡坡等,避免被砸到、被掩埋,受到電擊等傷害。 若被洪水圍困,應迅速抱住身邊的大樹等固定物體,或躲避在結實的障礙物下,第一時間用手機求救。若不慎落水,可以藉助身邊的漂浮物(門板、木床、大塊泡沫等),儘快向岸邊遊動,爭取上岸避險。 不下雨=絕對安全? 無雨也需防山洪 山洪是山區溪溝中發生的暴漲洪水,具有突發性、水量集中且流速大、衝刷破壞力強等特點。 洪水不僅僅只在暴雨時發生,如果當地無雨,但上遊地區發生了強降水也會使當地形成山洪。此外,因炎熱導致的積雪融化也可能會引發山洪。 同時,山洪也受地形地質的影響。山洪災害易發地區的地形往往是高山、陡坡、深谷,河床縱比降較大,流域形狀便於水流匯集。複雜的地質條件是加劇山洪災害的內部因素。 山洪災害易發區往往地質條件惡劣,風化嚴重,土體疏鬆,遇水易軟化、崩解,在較強的地表徑流侵蝕下,易形成山洪、泥石流災害。 警惕大自然的山洪「警報」 發現這些山洪前的明顯徵兆,應迅速果斷地撤離現場: 溪流水位急速上升,可能由於上遊大量降水引發山洪。 溪流水位驟降,可能是上遊暴雨致山體崩塌阻塞河道,導致斷流。要警惕堰塞體突然潰決,上遊積壓的洪水下洩,引發山洪。 原本清澈的溪流突然變渾濁,可能是上遊暴雨將泥沙、石塊帶入水中,形成山洪泥石流。 注意觀察是否有井水渾濁、地面突然冒渾水的現象。 是否有動植物出現異常反應,或是山裡傳出山鳴聲,類似火車轟隆隆的聲音或悶雷聲。 國家應急廣播提醒 近期強降雨短時雨強大 夜雨多發 山洪災害風險顯著上升 請密切關注預警信息 遠離山區、河谷等危險區域 遇險牢記快!高!避! 來源:國家應急廣播綜合央視新聞客戶端、國家應急科普宣傳、中國水利
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