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)
重慶8月13日電 (梁欽卿 吳旭 賈楠 紀嘉欣)12日下午,在重慶市大渡口區的建橋工業園區某棟廠房樓頂上,光伏面板整齊排列,正靜靜運轉,為企業提供源源不斷的「能量」。 「園區現在有9家企業都在屋頂鋪設了太陽能光伏面板,總裝機容量達17.2MW。」重慶市建橋工業園區發展中心副主任郭寰受訪稱,太陽能光伏發電是綠色可再生能源,無噪聲、無汙染排放、安全可靠,園區正在大力推動企業進行分布式光伏建設。 建橋工業園區是重慶市政府批准設立的首批市級特色工業園區。2023年4月,園區入選重慶市首批近零碳園區建設試點,並將近零碳示範打造作為園區低碳引領建設的先行戰略行動,突出園區環保產業和新能源材料產業兩大優勢,把低碳產業做成品牌,把建橋工業園區做成重慶市一張「小而精,精而美」的低碳名片。 圖為重慶市大渡口區的建橋工業園區。鍾戈 攝 「高耗能、高汙染的企業,現在是不允許進入園區的。」郭寰告訴記者,園區現在以新一代電子製造業、智慧醫療裝備產業、低碳環保產業、高端摩託車產業、以小面為主的食農產業為重點發展領域,「因為這些產業能源消耗低」。 建橋工業園區充分發揮低碳環保產業優勢,大力推進資源循環利用。園區建設餐廚垃圾運輸處置設備研發製造及運管結算中心、飛灰環保等項目,在強化園區內部資源綜合利用的同時,提升對外服務能力。 重慶海康威視科技有限公司是建橋工業園區內的國家級綠色工廠。該公司通過信息系統技術,實現生產全過程中的全鏈條數據信息以電子形式錄入、存儲、流通和傳遞,實現各種工藝文件、質量文件、生產文件和作業單據的數位化、電子化,同時通過後端伺服器進行數據運算、存儲、讀取、應用,實現工廠生產作業無紙化,構建高效綠色製造體系。 當前,建橋工業園區全面推廣綠色低碳建材,推動建築材料循環利用,發展綠色建築材料產業,推廣以節能環保、自然採光、雨水收集為特色的綠色建築。郭寰舉例稱,園區在公建配套項目中積極實施「以塑代鋼」,樹立低碳複合材料在公建配套項目中的示範應用,園區光伏全部採用複合材料支架、邊框,門窗採用複合材料邊框,相對傳統鋁合金材料碳排放降低約八成。 「目前,園區已吸引近千家企業入駐,其中規上企業78家,形成了產業特色鮮明、集聚效應顯著的發展格局。」郭寰介紹,園區未來將繼續以「雙碳」目標為引領,推動產業結構高端化、製造過程綠色化、產品供給低碳化。(完)
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