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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。

美國動物科學研究顯示,緬甸蟒在進食後會釋放一種名為pTOS的代謝分子,這種物質有助於明顯提升身體的代謝效率,並透過調節下視丘來抑制食慾。未來,pTOS有望成為人類減肥藥物。

pTOS天然代謝物

據《衛報》報導,根據史丹佛大學和科羅拉多大學的研究小組發現,緬甸蟒的血液中含有一種名為pTOS的特殊分子,這種天然代謝物是由腸道細菌產生的,進食後其分泌量會急劇增加。實驗表明,將這種分子注射到肥胖老鼠體內後,能夠顯著抑制其食慾,並在一個月內使其體重減輕約9%。pTOS通過腸道細菌分解蛋白質而產生,並影響腦下視丘的攝食行為,使肥胖老鼠在不減少運動的情況下成功減重。研究小組指出,pTOS具有顯著的抑制食慾和減輕體重效果,與人類常用於減重的藥物效果非常相似。

極端生物醫療潛能

據《每日科學報》報導,pTOS直接作用於大腦下視丘,並且不會引起噁心或便秘等常見症狀,有助於減緩市面上減肥藥物的副作用。由於人體中也微量存在pTOS,研究人員認為這種物質具有高度的安全性和臨床應用潛力。

證明蟒蛇血液在醫學上的潛力

目前,儘管pTOS仍處於動物實驗階段,但這一發現證明了蟒蛇血液在醫學上的潛力,並為人類開發新型減肥藥物開辟了新途徑,展現了極端生物特性對醫學研究的重要貢獻。

證明蟒蛇血液在醫學上的潛力。資料圖

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