来源:高校人工智能与大数据创新联盟
近日,西北工业大学空天结构技术重点实验室张卫红院士团队与香港城市大学吕坚院士、香港理工大学王钻开教授合作,在软体机器人领域取得了新进展,成功开发出一种基于新型电活性聚合物的多功能机器人,有望满足复杂结构和极寒环境下的应用需求。该研究成果以“Vinyl Acetate-Enhanced Polyvinyl Chloride Gel with High Electroadhesion and Self-Heating-Tunability for Soft Robots in Freezing Environments”为题在国际知名综合性期刊《Advanced Science》上在线发表。
电活性聚合物是一类可在电场作用下产生大幅度形变的智能材料,广泛应用于人工肌肉、软体机器人等前沿领域。随着应用场景的不断扩展,机器人对系统的多功能集成能力提出了更高的要求。传统电活性聚合物往往仅具备电致变形功能,难以满足环境适应性及系统集成需求。因此,开发具备多模式响应行为的智能材料并实现功能集成,是当前软体机器人研究中一个亟需解决的问题。
在本研究中,团队开发了一种具备低电压驱动、高电吸附力和可控自加热的新型聚氯乙烯基电活性聚合物。通过在聚氯乙烯凝胶中引入乙酸乙烯酯,有效抑制了因塑化剂迁移引起的发热与电击穿问题,同时显著提升了材料的介电性能与力学性能。与现有材料相比,新型材料的发热量降低超过50%,使用寿命延长15倍以上,输出力提升1.75倍,电吸附力提升2.15倍,在2 V/μm的低电场下即可实现30kPa的强吸附力,远优于传统静电吸附结构。此外,研究还提出多种电压控制策略,可实现材料的按需自加热或进一步发热抑制。
在此基础上,研究团队开发出具备快速爬行、低温环境自加热、模块化组装与协同作业能力的微型软体机器人。机器人结构紧凑,响应灵敏,在仅72.5V的低电压下即可驱动运动,显著低于现有同类系统。通过集成的电吸附结构,机器人集群可在毫米尺度内实现快速连接与脱粘,在狭小空间内完成自主重构,具备优异的群体协作能力。
在极寒环境测试中,机器人可在-50°C环境下完成自主加热、以及巡检和冰层融化等任务。在航空发动机叶片检测、狭缝探测和寒区作业等应用场景中展现出显著优势。相关成果为极端环境下小型智能机器人系统的研发提供了新思路,也展示了该类材料在电子器件、仿生系统和智能制造等领域的广泛应用前景。
西北工业大学张军诗教授、刘磊副教授、朱继宏教授和香港城市大学吕坚院士为共同通讯作者,西北工业大学博士研究生韦畅为论文第一作者。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的支持。(来源:西北工业大学)
全国高校人工智能与大数据创新联盟
全国高校人工智能与大数据创新联盟(简称:高校联盟)是由清华大学、浙江大学、中南大学、东北大学、上海工程技术大学、重庆邮电大学、东北林业大学、佛山科学技术学院、曲阜师范大学、黑龙江大学、海豚大数据科技等全国54家高校、企业共同发起,于2018年5月26日在北京中国科技会堂正式成立。迄今为止,联盟发展会员300多家, 覆盖全国20多个省市。联盟由一批积极投身于“人工智能、大数据、区块链”教育事业的高校、科研机构、企事业单位和个人自愿组成的公益性、全国性学术交流服务平台。中国工程院原常务副院长、中国工程院院士潘云鹤、中国科学院院士陈国良、中国工程院院士李伯虎担任联盟名誉理事长,中国工程院院士谭建荣担任联盟理事长。联盟工作接受工信部、国家网信办等政府部门行政管理和业务指导。联盟主要工作是推进产教融合、校企合作、协同育人。(加盟微信13651193492)
华算人工智能研究院
华算人工智能研究院全称是“山西省华算人工智能研究院有限公司”,是经山西转型综合改革示范区管理委员会批准,于2023年10月在太原成立的第一批专业研究人工智能、赋能数字经济产业发展的独立法人组织。华算人工智能研究院依托全国高校人工智能与大数据创新联盟专家委员会及理事会资源,按照山西省委省政府、山西转型综合改革示范区管理委员会发展人工智能、数字经济的系列文件精神和工作计划,将研究院打造成为山西省发展人工智能、数字经济的示范应用推广平台,同时面向全国开展人工智能业务。华算人工智能研究院名誉院长由中国工程院院士李伯虎担任。研究院内设AI产业学院共建中心、实训实习就业中心、实验室建设中心、专家智库等6个职能部门。欢迎加入华算人工智能研究院专家智库,共同赋能高校AI人才培养及产教融合事业发展。
高校区块链专委会
全国高校人工智能与大数据创新联盟区块链专委会(简称:高校区块链专委会),是由北京大学、浙江大学、武汉大学、西南财经大学、北京交通大学、郑州大学、贵州大学、桂林电子科技大学、山西农业大学、佛山科学技术学院、陕西师范大学、中国网安、海豚大数据科技等全国40多家高校、企业和机构共同发起,于2019年12月7日在广东省佛山市正式成立。目前发展高校及企业会员70多家。中国工程院院士、浙江大学教授陈纯担任高校区块链专委会名誉顾问;福州大学教授蔡维德、中国计算机学会区块链专委会主任斯雪明教授、中国人民银行数字货币研究所副所长狄刚担任高校区块链专委会名誉主任;北京大学信息科学技术学院区块链中心主任陈钟教授担任高校区块链专委会主任。高校区块链专委会主要工作是促进高校区块链教育,为高校区块链专业建设及学科发展提供专家咨询服务。
高校元宇宙专委会
全国高校人工智能与大数据创新联盟元宇宙专业委员会(简称:高校元宇宙专委会),是由清华大学、湖南大学、浙江大学、四川大学、汕头大学、河北金融学院、保定市元宇宙协会、英伟达中国、海尔衣联网研究院、海豚大数据科技(天津)有限公司等全国20多所高校、企业和机构共同发起,于2022年11月5日在北京正式成立。中国工程院院士、计算机软件与虚拟现实领域专家赵沁平担任高校元宇宙专委会名誉顾问;中国工程院院士、北京航空航天大学电气与自动化学院名誉院长、中国航天科工集团有限公司科技委高级顾问李伯虎担任高校元宇宙专委会名誉主任;清华大学信息国研中心可信软件和大数据部常务副主任邢春晓担任高校元宇宙专委会主任委员。目前已发展高校及企业会员30多家。高校元宇宙专委会主要工作是促进高校元宇宙教育、加强校企合作、推动元宇宙专业建设及学科发展,为元宇宙教育教学提供专家咨询服务。
高校数字经济专委会
全国高校人工智能与大数据创新联盟数字经济专业委员会(简称:高校数字经济专委会),是由华算人工智能研究院、清华大学、北京大学、中国人民大学、中国社会科学院信息化研究中心、四川大学、北京外国语大学、北京科技大学、北京工业大学、北京语言大学、北京化工大学、北京联合大学、北京物资学院、北京印刷学院、西藏民族大学、河北金融学院、重庆财经学院、苏州城市学院、北京中关村软件园、百度、海豚大数据科技等全国60多家高校、企业和机构共同发起,于2024年1月12日在北京正式成立。清华大学经济管理学院教授姜旭平、北京大学信息管理系教授赖茂生、中国社会科学院信息化研究中心主任姜奇平、中国科学院大学经济与管理学院教授吕本富担任高校数字经济专委会主任委员。高校数字经济专委会主要工作是促进高校数字经济专业建设及学科发展,推动产学研合作,为高校数字经济专业教育教学提供专家咨询服务。
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