第11版:科技前沿 PDF版下载

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■本期观察:王威澄 于海峰

轻量柔性机器人
新型柔性机器人
自供能软体机器人

轻量柔性机器人——

参与救援乘隙而入

最近,斯坦福大学的一个研究团队在《科学机器人》期刊上发表论文称,他们受藤蔓、真菌和神经细胞等自然生物生长方式的启发,设计了一种轻量柔性机器人。

该团队采用一种密闭的小型圆柱体和管状柔性材料制成的这款机器人,只需将其放置于废墟入口处,其前端的控制系统会在压缩空气推动下,控制前进方向,类似藤蔓向缝隙处不断延伸。该机器人可能会卡在某处,但并不会阻止其继续前进,因为其尖端还能“生长”。机器人前端,有一个摄像头和相应传感器,使得搜救人员能够获得废墟内部的情况。

相较于其他探察机器人,以水或灭火气体作为该机器人驱动方式后,可为受困于狭小空间的伤员提供水,或者在封闭区域灭火,为现场紧急搜救领域打开一扇新的大门。

新型柔性机器人——

现地勘察机动灵活

清华大学、北京航空航天大学和美国加州大学伯克利分校的研究团队合作,研发出一种新型柔性机器人“小强”。

“小强”长3厘米、宽1.5厘米,由一块称为聚偏二氟乙烯的压电材料薄片制成,体积仅为一枚邮票大小。在施加交流电压时,通过自身不断弯曲和伸直,进行“跳跃”前进,运动速度可达0.6米/秒,能在管道内快速穿梭、爬斜坡,还能以超过0.1米/秒的速度,成功运送一粒是其自重6倍的花生。即便在承受约60公斤重的成人踩踏后,还能继续活动。

研究者表示,“小强”和蟑螂一样顽强,具有其他微型刚性机器人无法比拟的速度和坚固性,有望在未来复杂环境现地勘察、灾害救援等领域得到应用。

自供能软体机器人——

深海探测承重耐压

受深海生物特性的启发,浙江大学、之江实验室的科研团队及其合作者,在《自然》杂志发表文章指出,他们正在研发一种自供能软体机器人,可用于马里亚纳海沟级别的深海探测项目。

马里亚纳海沟深处的压力有多大?有一个形象描述:就像把一整座埃菲尔铁塔的重量全都压在人的一个大脚趾上一样。为适应这种极端环境,研究者研制的这种自供能软体机器人,采用分散式设计来降低机器人的内应力,通过电子元件与几块较小的印制电路板(PCB)进行柔性线连接,避免电子元件之间的直接刚性接触。该机器人已在马里亚纳海沟最深10900米处和南海最深3224米处进行了实际测试,达到了预期效果。

相对于传统声呐探测,这种具有极强耐压性能的柔性机器人,能获得海洋监测、海床探察的更多细节,帮助研究人员探索深海的更多未知地带。

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