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北航科研團隊實現技術突破 2厘米昆蟲機器人超快速助力災後救援

兩岸

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北航科研團隊實現技術突破 2厘米昆蟲機器人超快速助力災後救援

2024年05月26日 14:20 最後更新:14:47

北京航空航天大學科研團隊成功實現微型動力技術新突破,並研發出一款仿生「昆蟲」,實現了昆蟲尺寸(2厘米)機器人的脫線可控爬行。

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昆蟲機器人僅2厘米 重量不足2克

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相關成果近日在國際學術期刊《自然·通訊》發表。文章共同通訊作者、北航能源與動力工程學院教授閆曉軍介紹,該機器「昆蟲」身長2厘米、寬1厘米、重1.76克,垂直投影面積僅兩個指甲蓋大小,具有快速機動、高載重、無線可控等特性。

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該機器人可穿過障礙物 把求救信號傳至控制端

小機器昆蟲可以適應多種應用場景,例如災後救援、航空發動機檢測等。目前已完成求救信號採集驗證,可以模擬災後搜救的場景。在模擬場景中,機器昆蟲穿過石頭等障礙物後到達倒塌房屋附近,然後採集房屋內部發出的SOS求救信號並將其回傳至控制端。研究人員希望未來這款機器「昆蟲」也可用於航空發動機結構損傷檢測。

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採用新型動力系統 無需外接電線供電

動力系統是機器人的「心臟」。普通機器人通常靠電動機驅動,對供能要求較高,而微型機器人內部空間不足以承載大容量電池,需外接通電線持續供電,其自由移動因此受限。北航科研團隊歷經多年研究,開發出基於直線式驅動、柔性鉸鏈傳動的新型動力系統,讓微型機器人成功擺脫電機與外接電線,通過「體內」微型電池完成電生磁,促使磁鐵振動,再帶動腿部關節運動。

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微型動力技術有望推動微型機器人大範圍開發應用

北航博士生、團隊成員詹文成介紹,科研團隊還設計了仿生奔跑步態,通過機器「昆蟲」步頻和步幅的自適應調節,實現高載重下快速爬行;提出基於機器「昆蟲」雙腿振動頻率差的控制方法,實現運動軌跡精確控制。

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閆曉軍表示,這一微型動力技術的成功研發,有望推動微型機器人大範圍開發和應用,助力災後搜救、大型機械設備和基礎設施損傷檢測等。

法國考古學家在一座中世紀醫院的廁所遺跡中,找到了一粒距今約600年的葡萄核,經過基因檢測後發現,這粒在糞坑中沉睡數百年的葡萄核,其基因與現代釀酒所用的黑比諾(Pinot Noir)完全一致。

跨越三千多年

據外媒報道,研究團隊對54粒從青銅時代到中世紀的葡萄核進行了基因測序,時間跨度長達三千多年。結果顯示,這粒來自15世紀廁所的葡萄核基因與現代黑比諾精準匹配。這意味著,法國人種植黑比諾釀造葡萄酒的歷史,至少可追溯至600年前。

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至於這粒葡萄是被人當作水果食用,還是釀成酒喝下肚後才進入廁所,科學家表示「暫時無法確定」。但有一點十分明確:它將現代法國與中世紀的葡萄酒文化直接連結起來。

與聖女貞德「共食同種葡萄」

研究中的另一個細節引人入勝。科學家奧蘭多(Ludovic Orlando)指出,這粒葡萄核存活的15世紀,正值英法百年戰爭接近尾聲之際,也是聖女貞德(Jeanne d'Arc)活躍的年代。「她可能和我們吃的是同一種葡萄。」

示意圖。設計圖片

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無性繁殖技術早在鐵器時代已存在

研究還發現,早在600年前,葡萄種植者就已經在使用「無性繁殖」技術,即剪取優良品種的枝條進行種植,與現代釀酒師的做法如出一轍。這項技術並非中世紀才出現,科學家在更早的鐵器時代就已經找到了相關證據。

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葡萄通過希臘與羅馬傳入法國

研究指出,公元前625年至500年間,馴化葡萄藤出現在法國南部的瓦爾省(Var),時間剛好與希臘人在馬賽(Marseille)建城、帶來葡萄栽培技術的時間點吻合。到了古羅馬時期,葡萄品種更從西班牙、巴爾幹、高加索等地一路「旅行」而來,品種雜交與貿易往來交織出一幅熱鬧的歷史圖景。

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