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近期，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)NikolaosFreris教授課題組及其合作者魏熹副研究員基于對(duì)自然界中多種生物柔性肢體（如象鼻、章魚觸手、海馬和變色龍尾巴）形態(tài)和運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)觀察和數(shù)學(xué)模型抽象，提出基于對(duì)數(shù)螺旋線結(jié)構(gòu)的新型螺旋軟體機(jī)器人，設(shè)計(jì)制備了一系列不同尺度（長(zhǎng)度從cm到m）和材質(zhì)的原型機(jī)器人；結(jié)合仿生操作策略，通過(guò)簡(jiǎn)單的繩索驅(qū)動(dòng)復(fù)現(xiàn)了其可比擬生物肢體的運(yùn)動(dòng)特征；通過(guò)變化構(gòu)型及陣列協(xié)作，展示了其在多維度和多場(chǎng)景中執(zhí)行復(fù)雜抓取和操作任務(wù)的優(yōu)異性能。相關(guān)研究成果以“SpiRobs:L...

群體機(jī)器人技術(shù)受到群體智能和機(jī)器人技術(shù)研究的啟發(fā)，促進(jìn)了機(jī)器人之間以及機(jī)器人與環(huán)境之間的交互。該方法的核心在于利用多個(gè)機(jī)器人的集體行為協(xié)同完成復(fù)雜任務(wù)。這種合作依賴于去中心化、異層次的自組織結(jié)構(gòu)，其中鄰近機(jī)器人通過(guò)局部交互實(shí)現(xiàn)通信。去中心化的多機(jī)器人組織能實(shí)現(xiàn)群體智能，這一現(xiàn)象在自然界中頗為常見(jiàn)。例如，螞蟻通過(guò)相互抓握形成高長(zhǎng)寬比的組裝體，以連接斷開(kāi)路徑，甚至能在洪水中形成類似浮板的構(gòu)造，從而保障生存。螞蟻還通過(guò)化學(xué)通信覓食，并協(xié)同運(yùn)輸食物。社會(huì)性昆蟲的多功能群體智能為群體機(jī)...

脂質(zhì)體具有模擬細(xì)胞脂質(zhì)膜的優(yōu)異能力，使其成為生物膜研究和自下而上合成生物學(xué)中重要的工具。微流控技術(shù)為以受控方式制備巨型脂質(zhì)體提供了一種有前景的工具。然而，作為巨型脂質(zhì)體的前體，雙重乳液（doubleemulsions）的微流控制備仍存在挑戰(zhàn)，從而限制了對(duì)這一潛力的充分探索。近日，芬蘭奧盧大學(xué)（UniversityofOulu）和芬蘭國(guó)家技術(shù)研究中心（VTT）的研究人員組成的團(tuán)隊(duì)提出了一種PDMS-玻璃毛細(xì)管混合微流控器件，作為一種簡(jiǎn)便而多功能的雙重乳液制備工具。該器件不僅消除...

隨著電子設(shè)備技術(shù)的飛速發(fā)展，熱管理領(lǐng)域遭遇了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。設(shè)備的處理速度提升導(dǎo)致能源消耗和功率散發(fā)同步增長(zhǎng)，但設(shè)備的小型化趨勢(shì)卻使得熱管理系統(tǒng)的可用物理空間日益縮減，從而提高了有效冷卻的復(fù)雜性，并凸顯了研發(fā)新型散熱器的重要性和緊迫性。在此背景下，3D微型結(jié)構(gòu)散熱器以其高比表面積的特性，被提出作為傳統(tǒng)鰭片和板式散熱器的高效替代品。盡管3D微型結(jié)構(gòu)散熱器的研發(fā)非常重要，但增材制造技術(shù)在散熱器生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用仍面臨了諸多挑戰(zhàn)，其中主要包括高昂的生產(chǎn)成本、有限的材料選擇，以及制造亞毫米級(jí)...

數(shù)字微流控芯片是一種先進(jìn)的微流控技術(shù)，它利用數(shù)字信號(hào)對(duì)微流體進(jìn)行精確操控。其核心技術(shù)在于利用電子電路控制液體表面張力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液滴的產(chǎn)生、移動(dòng)、分裂、合并等操作。這種技術(shù)通常基于電潤(rùn)濕效應(yīng)（EWOD），即通過(guò)調(diào)整施加在液體-固體電極之間的電勢(shì)來(lái)改變液體和固體之間的表面張力，從而改變兩者之間的接觸角。數(shù)字微流控芯片在使用時(shí)需要注意多個(gè)方面以確保其正常運(yùn)行和延長(zhǎng)使用壽命：一、操作前準(zhǔn)備熟悉設(shè)備：在使用數(shù)字微流控芯片之前，務(wù)必詳細(xì)閱讀設(shè)備的操作手冊(cè)，了解其工作原理、性能參數(shù)及操作...

在自然界的潮起潮落、河流蜿蜒的法則中，孕育了豐富多樣的流體現(xiàn)象。在漫長(zhǎng)的自然演變中，人類不斷鉆研流體的行為與屬性，探究其在自然界中的流動(dòng)路徑、能量轉(zhuǎn)換和相互作用。借鑒流體的流動(dòng)特性、能量傳遞和形態(tài)變化，人類創(chuàng)造出了眾多既復(fù)雜又高效的流體技術(shù)，流體力學(xué)因此蓬勃發(fā)展。微流體技術(shù)是一種在微米級(jí)別操縱流體的技術(shù)，通過(guò)微通道中的特殊流體行為，如層流，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微小流體量的精確控制。該領(lǐng)域的研究成果，不僅催生了價(jià)值數(shù)十億美元的市場(chǎng)，也在醫(yī)療診斷、實(shí)驗(yàn)室芯片、航空航天、能源工程等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨...

生命活動(dòng)依賴于離子導(dǎo)體，機(jī)器運(yùn)行依賴于電子導(dǎo)體。當(dāng)離子與電子間不發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，非法拉第結(jié)（non-faradaicjunction，NFJ）就成為橋接生命與機(jī)器的載體。NFJ具有類電容特性，其電荷-電壓曲線對(duì)多種環(huán)境信號(hào)都敏感。因此，NFJ具有高靈敏、快響應(yīng)、體積小、穩(wěn)定、自供電等特點(diǎn)，是一個(gè)理想的傳感平臺(tái)。NFJ傳感器廣泛用于心電、腦電、肌電等電生理信號(hào)的測(cè)量，在可穿戴設(shè)備、可植入設(shè)備、軟體機(jī)器人等領(lǐng)域中展現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力。此外，力學(xué)原理的發(fā)展和材料合成方法的豐富為N...

數(shù)字微流控芯片是一種先進(jìn)的微流控技術(shù)，它利用數(shù)字信號(hào)對(duì)微流體進(jìn)行精確操控。其核心技術(shù)在于利用電子電路控制液體表面張力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液滴的產(chǎn)生、移動(dòng)、分裂、合并等操作。這種技術(shù)通常基于電潤(rùn)濕效應(yīng)（EWOD），即通過(guò)調(diào)整施加在液體-固體電極之間的電勢(shì)來(lái)改變液體和固體之間的表面張力，從而改變兩者之間的接觸角。以下是數(shù)字微流控芯片的主要作用：1、精確操控微量液體：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微升甚至納升級(jí)別液滴體積的精確控制，這種離散液滴的控制方式具有更強(qiáng)的靈活性。通過(guò)特殊的介質(zhì)上的電潤(rùn)濕現(xiàn)象（EWOD...