導(dǎo)語(yǔ):世界各國(guó)在微型機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)取得了不少研究成果,“昆蟲(chóng)”機(jī)器人可以檢修管道,“螞蟻”機(jī)器人能夠翻越路障,“蜜蜂”機(jī)器人靠太陽(yáng)能飛行。
最近,瑞士聯(lián)邦理工、哈佛機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室、英國(guó)謝菲爾德大學(xué)和麻省理工紛紛公布了最新研發(fā)的微型機(jī)器人,可以應(yīng)用于工業(yè)、通信和航空等各個(gè)領(lǐng)域,甚至還有能夠組裝任意種類機(jī)器人的微型電機(jī)。
微型機(jī)器人的應(yīng)用非常廣泛,可以進(jìn)入人類無(wú)法到達(dá)的環(huán)境進(jìn)行勘查,將圖像等信息傳輸回來(lái),幫助人類完成許多困難任務(wù)。
為了更加了解這些不同種類的微型機(jī)器人的能力,我們盤點(diǎn)了瑞士、英國(guó)和美國(guó)4種在技術(shù)上取得了新突破的代表性機(jī)器人,為大家做詳細(xì)介紹。
瑞士聯(lián)邦理工研發(fā)“螞蟻”機(jī)器人
瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院研究小組受到螞蟻的啟發(fā),開(kāi)發(fā)了10克重的微型機(jī)器人,它們可以相互交流,彼此分配角色,一起完成復(fù)雜的任務(wù)。
這些三條腿的t型折紙機(jī)器人被稱為Tribots,只需折疊一疊多材料的薄片,幾分鐘就能組裝好,適合大規(guī)模生產(chǎn)。完全自主、不受束縛的Tribots配備了紅外和近距離傳感器,用于探測(cè)和通信。根據(jù)應(yīng)用程序的不同,它們可以容納更多的傳感器。
Tribots能夠彼此交流,進(jìn)行集體行動(dòng),它們的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單,單個(gè)機(jī)器人重量?jī)H有10克,可以通過(guò)多種運(yùn)動(dòng)模式在任何類型的表面進(jìn)行導(dǎo)航。研究人員已經(jīng)在Nature雜志上發(fā)表了他們的研究成果。
總的來(lái)說(shuō),他們可以快速檢測(cè)并克服障礙物,通過(guò)并移動(dòng)比自身更大更重的物體。
研究人員表示,Tribots的設(shè)計(jì)模仿了齒象蟻的行動(dòng)方式,為了躲避捕食者,它們會(huì)從一片葉子跳到另一片葉子上。Tribots機(jī)器人通過(guò)折疊的設(shè)計(jì)復(fù)制了這種彈射機(jī)構(gòu),同時(shí)結(jié)合了多個(gè)形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器,一個(gè)機(jī)器人可以完成三種不同方式的運(yùn)動(dòng),包括垂直和水平爬行、滾動(dòng)、跳躍。
每個(gè)機(jī)器人根據(jù)情況被分配特定的角色。“探索者”探測(cè)路徑中的物理障礙物,例如物體,山谷和山脈。在檢測(cè)到障礙物后,通知其他隊(duì)員。然后,“領(lǐng)導(dǎo)者”給出指示。與此同時(shí),“工人”集中力量移動(dòng)物體。“每個(gè)Tribot,團(tuán)隊(duì)中的螞蟻一樣,可以扮演不同的角色。面對(duì)新任務(wù)或未知環(huán)境時(shí),每個(gè)Tribot都可以隨時(shí)承擔(dān)新角色。
史上最輕機(jī)器人,僅重259毫克
哈佛微型機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出了一款史上最輕的飛行機(jī)器人,重量?jī)H有259毫克。這款新型機(jī)器人和蜜蜂非常相似,被稱為RoboBee X-Wing,不需要電池提供動(dòng)力,只需太陽(yáng)能供電就能持續(xù)飛行。
RoboBee X-Wing的設(shè)計(jì)采用了創(chuàng)新的四翼結(jié)構(gòu),通過(guò)前后擺動(dòng)產(chǎn)生足夠的升力。飛行器僅重90毫克,翼展3.5厘米,整個(gè)集成系統(tǒng)重259毫克,高6.5厘米。
RoboBee X-Wing使用重量約為10毫克的微型太陽(yáng)能電池供電,為了提高飛行效率,還增加了一對(duì)額外的機(jī)翼。
目前,市場(chǎng)上最小的太陽(yáng)能電池重量為10毫克,最大程度吸收太陽(yáng)能時(shí),每毫克可獲得0.76毫瓦功率的電量,受到太陽(yáng)能供電的限制,Robobee X-Wing是無(wú)法完成長(zhǎng)時(shí)間的室外飛行的。
但Robert Wood帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)解決了這個(gè)問(wèn)題,他說(shuō):“動(dòng)力飛行因?yàn)橘|(zhì)量和動(dòng)力之間的權(quán)衡,在小規(guī)模的飛行器上是一個(gè)很大的問(wèn)題,即使是最小的商用電池也比機(jī)器人重的多,我們創(chuàng)造了極輕量級(jí)多電源電路,并集成了高效的太陽(yáng)能電池。”
微型機(jī)器人被用于管道檢修
2018年,英國(guó)政府與包括謝菲爾德在內(nèi)的六所大學(xué)開(kāi)展了一項(xiàng)耗資3500萬(wàn)美元的研究,開(kāi)發(fā)“昆蟲(chóng)機(jī)器人”,用于修復(fù)地下管道網(wǎng)絡(luò)。
英國(guó)謝菲爾德大學(xué)機(jī)械工程教授Kirill Horoshenkov和他的團(tuán)隊(duì)在地下管道中部署了大量微型“昆蟲(chóng)”機(jī)器人,使用管道內(nèi)傳感器將檢測(cè)信息傳輸給機(jī)器人。
受到微型管道機(jī)器人的啟發(fā),勞斯萊斯工程師開(kāi)發(fā)了依靠用于飛機(jī)引擎修理的微型機(jī)器人。他們表示,如果飛機(jī)引擎的檢測(cè)修理工作由人工來(lái)完成,或許需要5個(gè)小時(shí),但有了這些微型機(jī)器人,它們可能只需要5分鐘就能完成整個(gè)檢測(cè)和修理過(guò)程。
▲目前市面已有的管道機(jī)器人
2019年2月,測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商Eddyfi收購(gòu)了半自動(dòng)爬行系統(tǒng)機(jī)器人制造商Inuktun,Eddyfi的CEO Martin th riault表示,將Inuktun的機(jī)器人與Eddyfi的傳感器和儀器相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)按客戶要求定制解決方案。
雖然目前大多數(shù)微型機(jī)器人技術(shù)都專注于檢測(cè),但微型機(jī)器人將有很大可能被用于修復(fù)管道。
微型電機(jī)能夠任意組裝機(jī)器人
麻省理工學(xué)院近日公開(kāi)了他們最近研發(fā)的一種微型可移動(dòng)電機(jī),這種電機(jī),只是一個(gè)帶有一些結(jié)構(gòu)部件的磁鐵和線圈,但它可以來(lái)回“行走”,或者使更復(fù)雜的機(jī)器的齒輪來(lái)回移動(dòng)。
這種微型移動(dòng)電機(jī)和其他微型核心機(jī)器,如果能夠應(yīng)用在更廣泛的機(jī)器人設(shè)計(jì)中,將可能把機(jī)器人的組裝變得更有靈活性,比如農(nóng)業(yè)機(jī)器人、救災(zāi)機(jī)器人或其他各類機(jī)器人。
此前,他們已經(jīng)展示了其他核心部件可以由類似的基本成分組裝而成,未來(lái),這些微型核心機(jī)器實(shí)際上可以自動(dòng)自組裝成更大的結(jié)構(gòu),能夠執(zhí)行特定的任務(wù)。
結(jié)語(yǔ):微型機(jī)器人可幫助人類高效工作
研究人員不斷研發(fā)出能夠適用于更多工作環(huán)境的微型機(jī)器人,有專門用于管道檢修的“昆蟲(chóng)”機(jī)器人,不需要電力就能飛行的“蜜蜂”機(jī)器人,甚至還有能夠組裝任意種類機(jī)器人的微型電機(jī)。
這些微型機(jī)器人如果實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),將能夠用于完成各種人類不愿或不能完成的工作。
在更多的危險(xiǎn)情況下,比如完成搜索救援工作時(shí),微型機(jī)器人能夠到達(dá)人類很難進(jìn)入的環(huán)境中,最大程度的保護(hù)人類安全的同時(shí)更高效的完成任務(wù)。
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史海拾趣
機(jī)頂盒,全稱數(shù)字視頻變換盒,是連接電視與外部信號(hào)源的重要設(shè)備,其專業(yè)性與科普性均不容忽視。從廣義上講,任何與電視機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備均可視為機(jī)頂盒,它們承擔(dān)著將各種信號(hào)源轉(zhuǎn)換為電視可識(shí)別并播放的格式的重要任務(wù)。
機(jī)頂盒的核心功能在于接收、解碼和顯示。它能接收來(lái)自有線電纜、衛(wèi)星天線、寬帶網(wǎng)絡(luò)及地面廣播等多種傳輸介質(zhì)的數(shù)字電視信號(hào),并通過(guò)內(nèi)置的解調(diào)器和解碼器,將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換為電視能夠播放的視頻和音頻流。這一過(guò)程中,機(jī)頂盒展現(xiàn)了其強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力,確保用戶能夠享受到高質(zhì)量的視聽(tīng)體驗(yàn)。
隨著技術(shù)的發(fā)展,機(jī)頂盒不斷進(jìn)化。從最初的模擬頻道增補(bǔ)器、解碼器,到如今支持高清、4K乃至8K超高清播放的智能網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒,機(jī)頂盒的每一次升級(jí)都帶來(lái)了更加豐富的內(nèi)容選擇和更加便捷的使用體驗(yàn)。同時(shí),網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒的出現(xiàn)更是將電視與互聯(lián)網(wǎng)緊密相連,使得用戶能夠通過(guò)電視屏幕瀏覽網(wǎng)頁(yè)、觀看在線視頻、下載應(yīng)用程序、享受交互式娛樂(lè)等多元化服務(wù)。
此外,機(jī)頂盒還具備強(qiáng)大的擴(kuò)展性和可定制性。通過(guò)搭載不同的軟件和硬件設(shè)備,機(jī)頂盒可以滿足不同用戶的個(gè)性化需求,如家庭影院功能、社交媒體互動(dòng)、語(yǔ)音控制等。這些功能的加入不僅提升了機(jī)頂盒的實(shí)用性,也使其成為了現(xiàn)代家庭娛樂(lè)的重要組成部分。
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First Sensor公司電子行業(yè)的五個(gè)發(fā)展故事
故事一:初創(chuàng)與崛起
First Sensor的故事始于上世紀(jì)90年代初,當(dāng)時(shí)它作為Silicon Sensor GmbH成立,標(biāo)志著東德轉(zhuǎn)型后科技領(lǐng)域的一次勇敢嘗試。公司由Bernd Kriegel博士與21位前VEB電視電子元件廠員工共同創(chuàng)立,初期面臨資金、機(jī)器和客戶短缺的困境。然而,憑借著對(duì)傳感器技術(shù)的堅(jiān)定信念和專業(yè)知識(shí),公司迅速在光子學(xué)、壓力和先進(jìn)電子領(lǐng)域開(kāi)發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)傳感器和客戶特定傳感器解決方案。到1999年,公司成功上市,通過(guò)募集的資本進(jìn)一步加速了其從初創(chuàng)企業(yè)向中型企業(yè)的過(guò)渡。
故事二:技術(shù)創(chuàng)新與市場(chǎng)拓展
進(jìn)入21世紀(jì)后,F(xiàn)irst Sensor持續(xù)加大在技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)拓展上的投入。公司不僅專注于傳感器技術(shù)的研發(fā),還致力于提供從芯片到系統(tǒng)的完整解決方案。這一策略使得First Sensor在工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備和交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域取得了顯著成就。特別是在醫(yī)療領(lǐng)域,公司開(kāi)發(fā)的傳感器廣泛應(yīng)用于呼吸機(jī)、血壓計(jì)等關(guān)鍵設(shè)備中,并通過(guò)了EN ISO 13485認(rèn)證,確保了產(chǎn)品的可靠性和安全性。
故事三:全球化戰(zhàn)略與并購(gòu)成長(zhǎng)
隨著業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)展,F(xiàn)irst Sensor開(kāi)始實(shí)施全球化戰(zhàn)略。公司在全球范圍內(nèi)設(shè)立了多個(gè)分支機(jī)構(gòu),生產(chǎn)和銷售網(wǎng)絡(luò)覆蓋了全球多個(gè)市場(chǎng)。此外,公司還通過(guò)一系列并購(gòu)活動(dòng)進(jìn)一步壯大了自身實(shí)力。例如,在2011年,F(xiàn)irst Sensor股份公司收購(gòu)了Sensortechnics集團(tuán)及其在德國(guó)境內(nèi)外的子公司,這一舉措不僅擴(kuò)大了銷售部門,還使公司能夠?yàn)榭蛻籼峁└尤娴膫€(gè)性化解決方案。
故事四:與TE Connectivity的合并
2019年,F(xiàn)irst Sensor迎來(lái)了一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn),即被TE Connectivity(泰科電子)收購(gòu)。這一交易不僅鞏固了TE在傳感器領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位,還為First Sensor提供了更廣闊的市場(chǎng)和技術(shù)資源。合并后,F(xiàn)irst Sensor的產(chǎn)品和客戶群與TE的傳感器產(chǎn)品組合相結(jié)合,為客戶提供了更全面的一體化傳感器解決方案。兩家公司的互補(bǔ)技術(shù)和工程專業(yè)知識(shí)的結(jié)合,進(jìn)一步推動(dòng)了工業(yè)、醫(yī)療和交通運(yùn)輸市場(chǎng)的戰(zhàn)略部署。
故事五:持續(xù)研發(fā)與未來(lái)展望
作為一家高科技企業(yè),F(xiàn)irst Sensor始終將研發(fā)視為未來(lái)發(fā)展的核心。公司不斷投資研發(fā)項(xiàng)目,推動(dòng)傳感器技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。例如,在自動(dòng)駕駛和物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域,F(xiàn)irst Sensor的傳感器技術(shù)發(fā)揮著重要作用。未來(lái),公司將繼續(xù)聚焦于具有技術(shù)特色的工業(yè)、醫(yī)療和交通等目標(biāo)市場(chǎng),緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢(shì),為客戶提供更加卓越的產(chǎn)品和服務(wù)。同時(shí),F(xiàn)irst Sensor也將持續(xù)擴(kuò)展全球版圖,更加貼近市場(chǎng)與客戶,以確保把握更多的銷售潛力。
在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),博眾電氣也始終關(guān)注環(huán)保問(wèn)題。公司積極響應(yīng)國(guó)家綠色發(fā)展的號(hào)召,將環(huán)保理念融入產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中。通過(guò)采用環(huán)保材料和節(jié)能技術(shù),博眾電氣成功降低了產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)的雙贏。這一舉措不僅提升了公司的社會(huì)形象,也為公司的可持續(xù)發(fā)展注入了新動(dòng)力。
DCCOM公司自創(chuàng)立之初,就注重技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)投入。在成立初期,公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出一種具有高性能和低功耗特點(diǎn)的電子元件,這一創(chuàng)新技術(shù)迅速贏得了市場(chǎng)的認(rèn)可。隨著技術(shù)的不斷迭代和升級(jí),DCCOM逐漸在電子元件市場(chǎng)上占據(jù)了一席之地。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,Epitex不斷加大對(duì)研發(fā)的投入。XXXX年,他們成功研發(fā)出了一種具有更高導(dǎo)熱性能的電子材料,這種材料在高性能計(jì)算機(jī)和服務(wù)器等高端電子產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。這一技術(shù)突破不僅提升了Epitex的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,也為其帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
在技術(shù)突破的基礎(chǔ)上,Epitex開(kāi)始積極拓展國(guó)際市場(chǎng)。他們通過(guò)與全球知名的電子制造商建立合作關(guān)系,將產(chǎn)品推向了更廣闊的舞臺(tái)。同時(shí),Epitex還積極參與國(guó)際技術(shù)交流和展覽,提升了公司在國(guó)際市場(chǎng)的知名度。
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