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)
立秋之後 一些人出現了 眼睛、鼻子奇癢無比 噴嚏、眼淚止不住流的情況 這不是感冒,而是過敏 很多人認為花粉過敏只有春天會發作,其實秋季也是花粉過敏的高發季。不過,秋季過敏相較於春季來說有所不同,一些人的症狀較春季更為嚴重,如何針對性應對? 秋季過敏「誘因」 花粉為主、真菌協同 春季過敏的「主角」是花粉,秋季過敏則呈現花粉為主、真菌協同的特點。從致敏性來看,秋季和春季的過敏有以下區別: 秋季花粉致敏性更強 春季的花粉多是樹木花粉,顆粒較大,常掉落在地上,風吹起後被人吸入引發過敏。 秋季花粉大多來源於雜草,如豚草、蒿草等,顆粒小且乾燥,易飄浮在空中,讓人防不勝防。 春季花粉濃度雖然高於秋季,但秋季花粉的致敏性更強,蒿草花粉就是重要的致敏原之一,部分人群只接觸少量蒿草花粉就會發生嚴重的過敏反應。 秋季黴菌滋生更多 秋季晨露或降雨殘留、落葉和腐爛植被有助黴菌滋生。當人接觸或吸入黴菌孢子時,也易出現過敏。 秋季氣候比春季更乾燥 秋季空氣乾燥且紫外線較強,皮膚易流失水分、屏障功能減弱,常出現乾性溼疹和過敏性皮炎。 此外,秋季也是室內過敏高發期,這主要跟缺乏通風,造成室內塵蟎、皮屑過多,引發過敏反應有關。 秋季過敏症狀 相較於春季,秋季過敏症狀更易伴隨乾燥特徵,如皮膚乾燥瘙癢、乾咳少痰等,持續時間也更長,部分因真菌滋生可能持續到深秋。 鼻部症狀 打噴嚏、流清鼻涕、鼻塞、鼻癢等。 眼部症狀 眼睛癢、流淚、紅腫等。 呼吸道症狀 咳嗽、氣喘,嚴重時還可能引發哮喘。 皮膚症狀 皮膚乾燥、瘙癢、紅腫,甚至出現皮疹,讓人忍不住想要抓撓。 如何區分 真菌過敏與花粉過敏? 近期,我國多地出現強降雨天氣,降雨量大、溼度大、高溫天氣多,真菌孢子大量繁殖。如果長期接觸或經常暴露於含有大量真菌的環境中,可能會引發真菌過敏性疾病。 真菌喜歡在陰溼環境中繁殖,尤其是浴室、地下室、倉庫等通風條件差的環境。 花粉過敏性鼻炎和真菌引起的過敏性鼻炎,在症狀上很相似,極易造成誤診,因此,需要進行過敏原檢查,正確區分才能有效治療。 秋季過敏 應對方法需「因季調整」 相較於春季過敏的應對,秋季過敏時,除避開花草密集的區域、外出加強防護外,還需加強室內除溼,定期清潔浴室、廚房等易滋生真菌的角落;同時注意潤燥護膚,多喝水、使用保溼產品,緩解乾燥加重的過敏症狀。 首都醫科大學附屬北京世紀壇醫院變態反應中心主任王學豔介紹,針對過敏性鼻炎,要關注居住區的花粉濃度,在花粉播散前一到兩周進行預防性用藥,可減少花粉高峰期嚴重症狀出現。 很多人認為,花粉過敏不是什麼大病,忍一忍就過去了。這種認識是錯誤的,以常見的過敏性鼻炎為例,如不及時治療,會引發鼻竇炎、嗅覺減退、中耳炎,甚至發展成哮喘。 溫馨提醒 一旦出現過敏症狀 應及時到醫院就診 在醫生指導下進行治療 對引發過敏的原因 進行控制與幹預 避免產生更嚴重的併發症
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