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)
嘉興8月5日電(黃彥君)「快看,那裡有綠光!」連日來,高溫持續,暑氣正濃,一場浪漫的「螢火之約」在浙江山野間接力傳遞。 「小時候,河邊草叢裡總能看到螢火蟲,忽閃忽閃,時隱時現。」聽說當地姚莊鎮金星村有螢火蟲「回歸」後,生活在嘉興市嘉善縣的章瑜特意帶孩子前來「追光」。 對於「80後」章瑜而言,盛夏夜的江南鄉間,三五夥伴相約尋找螢火蟲是最浪漫的童年回憶。然而,隨著環境變化,這份「浪漫」曾一度遠去。 螢火蟲是一種生態指示物種,被稱作「會呼吸的生態指示器」。浙江氣候溫暖溼潤、河湖眾多,生態環境適宜螢火蟲棲息。但過去幾十年裡,隨著工業化、城市化進程加快,螢火蟲棲息環境發生變化,導致其一度在多地銷聲匿跡。 嘉善縣螢火蟲「回家」的契機始於2019年。彼時,由上海青浦、江蘇吳江、浙江嘉善兩區一縣組成的長三角生態綠色一體化發展示範區成立,多項生態修復工程同步啟動,為螢火蟲生長提供生態系統保障。 經過多年努力,該縣已陸續迎回4個種類的螢火蟲,且水生、陸生和半水生種類在當地皆有分布。其中,該縣擁有的水棲類螢火蟲種類已佔全世界種類的三分之一。 螢螢之火,象徵著生物多樣性保護的「希望之光」。在「綠水青山就是金山銀山」理念指引下,螢火蟲「用翅膀投票」故事在浙江各地不斷上演。 7月7日,浙江慶元縣五大堡西洋殿景區,螢火蟲宛若「星河」。胡新強 攝 前段時間,麗水九龍國家溼地公園(以下簡稱「九龍溼地」)螢火蟲大規模再現的消息在生態攝影圈不脛而走,林間小徑、湖畔草叢中,成千上萬的螢火蟲在溼地間飛舞,點點螢光如繁星墜落。 麗水與螢火蟲,亦歷經一場「重逢之約」。 2022年,麗水遭遇極端高溫乾旱,九龍溼地螢火蟲種群數量驟減,部分區域每百平方米僅剩一兩隻。為修復螢火蟲棲息地,該地於2023年臨時關閉賞螢區,對九龍溼地周邊環境進行綜合整治。 經歷「閉關」後,九龍溼地螢火蟲種群恢復情況良好,已於2024年重啟賞螢活動。2025年,該處還通過雲計算、物聯網等構建「智慧大腦」,對溼地生態進行智能化、精細化管理。 生態美景催熱一年一度「螢火經濟」,帶動周邊農家樂、住宿餐飲等業態增收。 如今,每至「螢火季」,九龍溼地附近的農家小院、露營基地總是「一房難求」。來自長三角各地的遊客在此遊玩、吃飯、聊天,等待夜幕降臨共赴「星河」。 「螢火蟲不會說謊!有螢火蟲的地方生態環境優越,剛好適合『吸氧』。」入夏以來,在湖州德清莫幹山風景區,鮑紅女經營的民宿也因螢火蟲而「出圈」。 2015年,鮑紅女在民宿附近的水杉林中發現了幾隻螢火蟲,產生了打造螢火蟲基地的想法。此後,她著手邀請專家調研、復育螢火蟲,耗時三年使水杉林中流螢成群,為莫幹山旅遊增添一張生態名片。 近兩年,在其努力下,該處螢火蟲生態探索、夏日螢火蟲夜集等文化活動相繼落地,螢火蟲基地每年遊客量超3萬人次,有效帶動周邊土特產銷售、村民就業增收。 來去之間,螢火蟲在浙江的棲息變遷,恰是該省推動經濟發展與生態保護協同共進的一個縮影。點點螢火匯聚,生態之光照亮可持續發展之路,也讓「綠水青山」的饋贈惠及更多民眾。(完)
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