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2018年11月27日 | 6只17g机器人竟可以拖动1.8吨汽车 如此神奇的机器人灵感来自大自然

2018-11-27 来源:机器人大讲堂

想要拖动一辆1.8吨的汽车想必大家会想出一万种方法,但像上图这样,用六只火柴盒大小的机器人拖着汽车走的场景(它的研究人员称,这相当于6个人合力拉动埃菲尔铁塔)是你万万没想到的吧?当然,这不是科幻电影,它是美国斯坦福大学研制出来的产品——Micro Tug

Micro Tug只有火柴盒般大小,体重不到17克,它制作简单,基本上靠3D打印就可以,当然也很廉价只有20美元,相比于那些动辄上百万的机器人它就显得亲民很多了。看上面它的成品图,它的制作工艺似乎还很粗糙。就算把它的模型完全拆分,也只不过有下面这几项简单的组件。

那么问题来了,这样看着不起眼的小家伙,哪来那么大威力呢?其实这全部得益于大自然,可以说Micro Tug的成功源自两种动物的帮忙——蚂蚁和壁虎。

蚂蚁的团队协作能力是众所周知的,不仅如此,对于蚂蚁来说,他们个个都是大力士。有力学家测定,一只蚂蚁能够举起超过自身体重400倍的东西,还能够拖运超过自身体重1700倍的物体。美国哈佛大学的昆虫学家马克莫费特,是一位对亚洲蚁颇有研究的学者.根据他的观察,10多只团结一致的蚂蚁,能够搬走超过它们自身体重5000倍的蛆或者别的食物。micro tug的研究团队,正是学习了蚂蚁的团队协作精神,才会发挥出无穷的威力。

然而,造就Micro Tug拥有超能力的更大的主角,并不是上面提到的蚂蚁,而是接下来要说的壁虎。壁虎有一项牛掰的本领,就是飞檐走壁。它能够用她的脚掌牢牢的抓住墙壁,然后来回自由穿梭。科学家的研究表明,一只大守宫壁虎的脚掌可以产生133公斤的粘附力,也就是说,理论上他趴在垂直的墙上,可以挂住两个成年人的重量。

壁虎的超能力源于它脚掌上的粘附系统,它是一种多分级、多纤维状表面的结构,壁虎的每个脚趾生有数百万根细小刚毛,每根刚毛的长度约为30-130微米,直径为数微米,约为人类头发直径的十分之一。刚毛的末端又分叉形成数百根更细小的铲状绒毛(100-1000根),每根绒毛长度及宽度方向的尺寸约为200纳米,厚度约为5纳米。有科学家经过试验验证壁虎单根刚毛的粘附力约为200微牛,而壁虎每平方厘米面积上的刚毛就可以达到一万多根,一只大守宫壁虎脚掌上刚毛数量约为600万根,它的承重能力简直不可思议。

当然,壁虎那样强的粘附力不仅仅是爬墙的,曾经有生物学家在热带雨林中经历过这样一个场景:一只壁虎从约30米高的树上跳跃而起,朝地面竖直降落,就在离地面约7米左右,坠落的壁虎突然朝近邻树叶伸出一只脚,接着紧紧黏住一片树叶,然后迅速爬进密密树叶中而消失不见了。所以壁虎看上去就像科幻电影里的蜘蛛侠。

与壁虎一样,机器人MicroTugs的底部覆盖着数以千计微小的、毛发状橡胶“鞋钉”,这些小“鞋钉”能够弯曲并粘附在任何表面上,形成超强粘力。一旦被锁定到地面上,MicroTugs就是有自带的马达拖着它的负载(通过缆线和吊钩)向前行。

这里又有一个问题,既然这些粘合剂粘附力这么强,它怎么解锁与地面间的粘附力呢?原来,促使这些刚毛与墙面完美抓和的是范德华力,当这些细绒毛弯曲与它的接触面接触较大时范德华力才起作用,而如果刚毛直立起来,范德华力也会立马变小,之前很大的粘合力也会马上消失不见。就像上面抓住皮球的粘合胶带。

所以,现在知道小小机器人拖动大汽车的奥秘了吧?小MicroTugs先自行向前行走,当把缆绳拉直的时候,最下面的粘合剂就会黏住地面,靠着电机的动力,利用绞盘和轴,把缆绳一点点收缩,缆绳收缩的过程中,它所拖的重物便会向前移动,它可以拉动超过自身2000倍重量的物体。而靠着团队协作,六只同样的MicroTugs机器人,便可以循序渐进的拉动一辆轿车了。

作者:海蛟

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对于光检测T型反馈电路,网友可能提出多方面的问题,以下是一些可能的问题及相应的回答:

一、电路结构与原理

问题1:光检测T型反馈电路的基本结构是怎样的?

回答:光检测T型反馈电路通常由光电探测器(如光电二极管、光电三极管等)、运算放大器、T型反馈网络及相关的电阻、电容等元件组成。光电探测器负责将光信号转换为电信号,运算放大器对电信号进行放大,而T型反馈网络则用于调整放大电路的增益和稳定性。

问题2:T型反馈电路相比传统反馈电路有哪些优势?

回答:T型反馈电路的主要优势在于其能够使用较小的电阻组合来实现较大的放大倍数,从而避免了使用高阻值电阻带来的实装困难和稳定性问题。此外,T型反馈电路还能有效减少温度漂移引起的静态误差,提高电路的整体性能。

二、电路设计与调试

问题3:在设计光检测T型反馈电路时,如何选择合适的电阻值?

回答:在设计电路时,电阻值的选择应基于所需的放大倍数、稳定性及功耗等因素。通常,R1和R11的阻值应相等或相近,而R12和R13的阻值则根据所需的增益进行调整。此外,还应注意选择稳定性高的电阻,以减少温度漂移对电路性能的影响。

问题4:如何进行光检测T型反馈电路的调试?

回答:电路调试时,首先应检查各元件的连接是否正确,然后逐步加电观察电路的工作状态。在调试过程中,可使用可调电阻对电路的增益进行微调,以达到预期的放大效果。同时,还应注意观察电路的稳定性和噪声水平,确保电路满足设计要求。

三、应用与性能

问题5:光检测T型反馈电路在哪些领域有应用?

回答:光检测T型反馈电路在光电检测、信号处理、通信技术等领域有着广泛的应用。例如,在光电传感系统中,它可用于将微弱的光信号转换为放大的电信号;在信号处理电路中,它可用于提高信号的信噪比和动态范围;在通信系统中,它可用于增强信号的传输距离和稳定性。

问题6:如何评估光检测T型反馈电路的性能?

回答:评估光检测T型反馈电路的性能时,应关注其增益、稳定性、噪声水平、带宽等关键指标。增益是指电路对输入信号的放大能力;稳定性则是指电路在不同工作环境下的工作可靠性;噪声水平则反映了电路内部噪声对信号质量的影响;带宽则决定了电路能够处理信号的频率范围。这些指标的综合表现将直接影响电路在实际应用中的效果。

FSP [FSP TECHNOLOGY INC.]公司的发展小趣事

FSP TECHNOLOGY INC. 发展故事集

故事一:创立与初期发展

FSP Technology Inc.(全汉企业股份有限公司)成立于1993年,总部位于台湾。在创立之初,公司便专注于电源供应器的研发与生产,凭借其专业的技术团队和敏锐的市场洞察力,迅速在行业中崭露头角。当时,随着计算机技术的飞速发展,对稳定、高效的电源需求日益增长,FSP抓住了这一机遇,专注于提供高品质的电源产品,赢得了市场的初步认可。公司通过不断优化产品设计和提升生产效率,逐渐建立起一定的市场份额和品牌影响力。

故事二:技术创新与品牌拓展

进入21世纪后,FSP Technology加大了技术创新的投入,致力于研发更加高效、环保的电源解决方案。公司先后推出了多款符合国际能效标准的产品,如80 PLUS认证系列电源,这些产品凭借其出色的性能和稳定的品质,在市场上获得了广泛好评。同时,FSP也积极拓展国际市场,通过参加国际展会、建立海外销售网络等方式,将品牌和产品推向全球。这一时期,FSP的品牌知名度和市场占有率均实现了显著提升。

故事三:ODM/OEM业务的蓬勃发展

随着全球电子产业链的分工日益细化,FSP Technology积极调整业务结构,大力发展ODM/OEM业务。公司凭借强大的研发实力和灵活的生产能力,为众多国际知名品牌提供定制化的电源解决方案。这些合作不仅丰富了FSP的产品线,也进一步提升了公司的技术水平和市场竞争力。同时,通过与国际品牌的深度合作,FSP的品牌影响力也得到了进一步扩大。

故事四:绿色能源解决方案的推广

近年来,随着全球对环保和可持续发展的重视,FSP Technology积极响应时代号召,致力于推广绿色能源解决方案。公司结合自身的技术优势,开发了一系列高效、节能的电源产品,广泛应用于数据中心、通信基站、智能家居等领域。这些产品不仅降低了客户的运营成本,也为全球节能减排事业做出了积极贡献。FSP的绿色能源解决方案得到了市场的广泛认可,进一步巩固了其在行业中的领先地位。

故事五:持续研发与未来展望

面对日益激烈的市场竞争和不断变化的客户需求,FSP Technology始终保持对技术创新的热情与追求。公司不断加大研发投入,积极探索新的技术和应用领域,如边缘计算、5G通信、工业互联网等。同时,FSP也密切关注行业动态和市场趋势,灵活调整战略方向,确保在未来的发展中始终保持领先地位。展望未来,FSP将继续秉承“服务、专业、创新”的经营理念,为全球客户提供更加优质、高效的电源解决方案。

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