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浙大仿生软体智能机器鱼研究登《自然》封面,以科技探索生命之谜

时间:2023/11/9 作者: 意林·作文素材 热度: 12589
赵御博

  时事引读 >>

  近日,浙江大学仿生软体智能机器鱼研究取得重大进展,其研究成果在2021年3月4日作为封面文章刊发在国际顶级期刊《自然》杂志。深海探索是科学自然领域避不开的话题,然而深海水压问题为人类设置了种种障碍。旧有科学技术限制、操作困难,而今浙江大学航空航天学院在李铁风教授团队的带领下,设计了一款能进行深海勘探的自供能仿生软体智能机器鱼。这一技术在现有科技中走在前沿,而在后续的科技发展中,亦能以骄傲的姿态证明自己的辉煌。相信未来,中国科技会以更加别开生面的形式探索更加浩瀚的深海世界,化机器为生命,尽情驰骋遨游。

  素材聚焦1 以“机器之力”,探索“生命之谜”

  海洋占地球表面70%以上,但目前人類的探索仍局限在较浅的海洋深度,由于极端的静水压力,深海基本上很难探测。位于西太平洋的马里亚纳海沟是已知的海洋最深处,水压高、温度低、完全黑暗,被称为“地球第四极”。不过,在深海中生活的生物却因有着奇特构造而在这里安然无恙。若能由深海生物启发,把“生命之谜”化作“机器之力”,研发能自适应复杂环境的智能机器,则既可助力深海探索,又能发展新型机器人与智能装备。

  李铁风教授团队率先提出机电系统软—硬共融的压力适应原理,研发的这台仿生深海软体机器人形似一条鱼,长22cm,翼展宽度28cm,大约为一张A4纸的长宽。控制电路、电池等硬质器件被融入集成在凝胶状的软体机身中;通过设计调节器件和软体的材料与结构,实现了机器人不需耐压外壳,便能承受万米级别的深海静水压力。他们通过在马里亚纳海沟最深10900米处和南海最深3224米处进行实际测试,验证了这种机器人具有极好的耐压和游泳性能,并首次实现了在万米深海自带能源软体人工肌肉驱控和软体机器人深海自主游动。

  素材聚焦2 软肌肉—智驱动,领域探索无极限

  李铁风团队长期攻关的重要方向,是如何让软体机器人智能驱动。机器鱼要在深海中驱动,还需克服高分子材料在高压和低温时电驱动能力衰减的问题。团队和浙江大学化学工程与生物工程学院罗英武教授课题组合作研制了能适应深海低温、高压等极端环境的电驱动人工肌肉,在高压低温环境下依然能保持良好电驱动性能,即便是在马里亚纳海沟的低温(0℃~4℃)、高压环境(110MPa)下依旧能正常工作。这款电驱动人工肌肉也是团队研究工作的另一个重要突破。科研人员巧妙地利用了围绕在人工肌肉外的海水作为离子导电负极,由机器鱼自带能源在人工肌肉内外侧厚度方向产生电势差,让高分子薄膜发生舒张与收缩形变,这样一来翅膀就能上下拍动,推动机器鱼在水中前行。

  【考场仿真试题】请针对上述材料,写一则150字左右的微评论。

  【范文示例】千百年来,人类对各大领域的探索脚步从未停息,海洋领域也不例外。浙大仿生软体智能机器鱼研究问世,标志着人类探索海洋的进程进一步取得突破性进展。这项研究不仅为深海环境勘察和生物科考提供了新的解决方案,也让柔性智能设备从常规环境走向深海作业等多样性环境,走向更加光辉的未来。

  【适用话题】科技探索 海洋世界 科学自然
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