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用冰造了辆机器车

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发表于 2021-01-13 02:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
https://mbd.baidu.com/newspage/data/landingsuper?context=%7B%22nid%22%3A%22news_10350455529411494628%22%7D&n_type=0&p_from=1


西湖大学的仇旻教授团队研发了一种技术,能够在厚度为 300 纳米的冰上刻画图案。

确切地讲,通过一种三维微纳加工技术,科学家们可以用冰来代替传统光刻过程中的光刻胶。

这种听上去颇为新颖的「冰刻」技术拓宽了我国芯片行业的想象空间,或许在未来,发展芯片可以不用再苦等光刻机了。在另一层面,「冰刻机」的设计也让我们意识到,冰这种自然界平平无奇的物质,可能会推动技术的变革!

凑巧的是,前不久美国宾夕法尼亚大学 GRASP 实验室的科学家也在尝试用冰制作移动机器人,未来将登上火星、奔赴南极,在各种极端条件下发挥效用。

就长下面这样,貌似有点小学生兴趣小组作品展示的既视感?




美国宾夕法尼亚大学 GRASP 实验室的科学家也在尝试用冰制作移动机器人



在2020年 10 月召开的机器人与智能系统领域国际旗舰会议 2020 年 IEEE/RSJ 智能机器人与系统国际会议(IROS 2020)上,与上述研究相关的论文被收录,这一论文题为 Robots Made From Ice: An Analysis of Manufacturing Techniques(冰制机器人:制造技术分析)。


值得关注的是,两位来自 GRASP 实验室的作者 Devin Carroll 和 Mark Yim 在论文中强调,这仍是非常初步的工作,他们才刚刚开始探索用冰做机器人的想法。

显然,用冰造致动器、电池或其他电子元件听着就不太可能,再者,冰永远都不会像钛、碳纤维等结构材料那样高效。但冰也有着显著特点——一方面,它在自然界中很常见;另一方面,冰有着独特的切割、雕刻和融合等改造方式。

我们不禁要问,用冰造机器人,还要派它去探索行星或南极,就只是凭着冰有上述特性,这理由能站得住脚吗?

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 楼主| 发表于 2021-01-13 02:51 | 显示全部楼层

RE: 用冰造了辆机器车

具有自我修复或自我复制能力的模块化机器人系统,已成为一种强大的、低成本的外星或北极探索解决方案,但反观目前的一些行星探索机器人,确实也是存在着不足,IEEE(美国电气电子工程师学会)旗舰出版物 IEEE Spectrum 的文章中写道:

不管 NASA 的科学家们为他们的行星探索机器人做了多少重大突破,行星探索机器人最终可能都绕不开一个问题:出现故障、甚至崩溃。

很难想象,在火星上,火星车的轮子出了问题,探测任务是否还能顺利进行?

而在 IEEE Spectrum 看来,更关键的一个问题是,怎么在极端环境下找到资源,保证机器人的正常运行。此前面对这一问题,科学家和工程师们提出的方案是:利用太阳能等能源支撑探测器的运行,毕竟太阳能是比较常见的。

2020 年 7 月 23 日中午,长征五号遥四运载火箭搭载着我国首个火星探测器“天问一号”出发,目前“天问一号”飞行里程已突破 4 亿公里,火星车预计在今年 5 月正式着落。



这台置有 6 台科学仪器的中国首辆火星车另配有 4 个太阳能电池板。据科创中国报道,这一技术是我国最先进的实用性太阳能电池阵列,也安装在我国新一代载人飞船、“北斗三号”导航卫星、“玉兔号”月面巡视器上。也就是说,在深空探测领域,光伏发电技术已是一个趋势。

可能有人会问,元器件坏了,可能有太阳能也没辙,怎么办?

这个问题 Devin Carroll 和 Mark Yim 也想到了,所以他们的想法是,不仅用冰造机器人,关键时刻机器人还能随地取冰用冰,自造部件。


他们希望开发出一种可展示“自我重构、自我复制和自我修复”的机器人概念,他们的设想是,机器人主要是在极端环境下工作,这个环境足够冷、结冰稳定,机器人因操作而产生的热量不会导致融化甚至短路,造成不便。

两位科学家探讨了用冰制造机器人结构部件的不同方法,涵盖了「增材」(additive)和「减材」(subtractive)两种制造工艺。据 IEEE Spectrum 报道,相比塑模、3D 打印、数控加工等方式,科学家们认为最节能有效的方式应该是切冰(即便有的时候需要冰块融合重塑)。




Devin Carroll 还在油管上公开了配方:机器人=电动机+底座+冰块制的各个部件

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 楼主| 发表于 2021-01-13 02:55 | 显示全部楼层

RE: 用冰造了辆机器车




经过这种似乎有点儿简单粗暴的方式,人称 IceBot 的南极探险机器人概念版就问世了,据说重 6.3 公斤




研究人员基本上只证明了 IceBot 的两点功能:一是可移动、二是在室温下也不会很快裂开


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