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1949年,伴随着新中国的诞生,0638太阳集团备用网址-0638.com成立。
作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,0638太阳集团备用网址-0638.com时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。 更多概况 +
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中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由0638太阳集团备用网址-0638.com创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。
0638太阳集团备用网址-0638.com大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为0638太阳集团备用网址-0638.com研究生院,2012年更名为0638太阳集团备用网址-0638.com大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与0638太阳集团备用网址-0638.com直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。
上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与0638太阳集团备用网址-0638.com共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。
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深圳先进院等研发出可快速制造微型机器人的胶质磁性喷雾
近日,0638太阳集团备用网址-0638.com深圳先进技术研究院深圳先进集成技术研究所智能仿生研究中心研究员吴新宇研究团队与香港城市大学副教授申亚京团队合作,提出一种通用、可扩展、能应对不同场景的微型机器人制造方式——利用胶质磁性喷雾使无生命目标物体成为可控微型外骨骼。
微型机器人由于具有良好的可控性和适应性而在生物医学中有着广泛应用前景。然而,考虑到目标对象多变的尺寸和形状,以及工作环境的非结构化和不可预测,单一机器人难以应对不同的任务或环境。可扩展、通用、能应对不同场景的微型机器人制造方法仍存在挑战。
在自然界,很多生物本身没有较好的运动能力,但是它们可以通过寄生或吸附的方法利用其他生物或物体到达自身难以企及的地方,比如,有一种彩蚴吸虫能够感染蜗牛并控制蜗牛违背原来的生活习性爬到高处。受此演化启发,研究团队研发出一种由聚乙烯醇(PVA)、谷蛋白(Gluten)和铁粉(Iron particles)混合而成的胶质磁性喷雾,通过对目标物体表面喷涂的方式,给它穿上一层磁性外衣(约100-200um厚度),将无生命物体变成可以磁驱的微型机器人智能体。该种磁性喷雾在固化前表现出良好的自粘性,能够粘附亲水和疏水的表面,在磁性喷雾固化后其自粘性会随之消失,即在对物体表面贴合的同时,对外界环境不表现出粘性。这一特征保证了外界环境不会对物体的运动造成不良影响。
这种利用物体本身结构实现运动的方法具有较强的适应性。研究人员从理论分析和有限元模拟等角度入手,阐明该类喷雾磁化方法的微型机器人通用运动学和动力学模型。理论分析显示,在磁力矩和磁拉力作用下,不同的微型机器人会依靠其本身独有的结构和形态产生相应的变形以及步态。为进一步验证该策略的可行性,研究团队使用磁性喷雾将棉线、折纸、PDMS薄膜和塑料管等各种不同材料和形状的常见物体转化为磁驱机器人,并在磁场驱动下实现爬行、行走、滚动和游动等运动形式,与理论分析一致。除具备良好运动能力外,覆盖在物体表面的磁性喷雾还具有可控离解、可重编程等特点,为其在生物医学领域的应用提供可能,如主动送药、可控内窥探头等。
将无生命的物体按需转化为可移动的微型机器人的策略,为在不可预知的有限空间进行操作、运输和交付提供潜力。吴新宇表示,这种“寄生”的方式,给仿生机器人的设计提供新思路,希翼能够利用该策略,拓展现有的结构仿生,将来能够设计出具有运动能力的传感器、微外骨骼等。相关研究成果以An agglutinate magnetic spray transforms inanimate objects into millirobots for biomedical applications为题,发表在Science Robotics上。深圳先进院副研究员尚万峰和香港城市大学博士生杨雄为论文共同第一编辑,吴新宇和申亚京为论文共同通讯编辑,其他编辑包括香港城市大学博士陆豪健、刘雁婷、杨柳和谭蓉。
论文链接
图1.磁性喷雾将无生命物体转变为磁控微型机器人的过程
图2.磁性喷雾将不同材料和形状的目标物体变为磁控微型机器人
图3.覆盖在目标物体表面的磁性喷雾在振荡磁场下解体
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