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軟似“變形蟲”!全球首款4D打印流變機器人原型來了

發布時間:2024-11-30 17:27:58來源: 13041198719
11月29日,持續了半年的“創客北京2024”創新創業大賽落幕。今年大賽共吸引5791個項目參與,最終李振坤團隊的全球4D打印與流變機器人和未來黑科技公司的AR車載抬頭顯示技術分別獲得創客組和企業組特等獎。
 
 
人們對機器人的印象往往是“銅頭鐵臂”,而北京交通大學李振坤團隊帶來的機器人則非常柔軟,可以像“變形蟲”一樣,時而蜷縮、時而伸展,在智能操控下隨時變化自己的形態。
 
工業機器人有堅硬的金屬外殼,軟體機器人則是本體使用柔軟材料制成的機器人。“但軟體機器人材料、制造技術上還需要進一步突破,靈活性不強。”李振坤覺得,軟體機器人的終極目標是電影《終結者》里可以流動的液體機器人。但這還是人類的想象,大自然中最靈活的就是“變形蟲”一樣的運動方式。在“變形蟲”的啟發下,他提出了“流變機器人”的創意——如同凝膠狀一樣,可在液態和固態之間轉化。
 
流變機器人如何打破傳統材料和設計限制,靈活運動起來?他給出的法子是對磁控智能材料進行4D打印,既實現軟體機器人結構設計與制造的一體化,還顯著提升了軟體機器人的變形能力和環境適應性。
 
聽上去有些復雜的術語,背后涉及材料和工藝上的難題。其一,是要找到像變形蟲軀體一樣類似凝膠的材料。兼具液體流動性和固體磁性的磁性液體可以解決,但這種材料液態變成固態是暫時的,一旦沒有了磁便又恢復了液態。李振坤則在磁性液體中加入了納米材料,開發出具備磁控流變記憶特性的智能材料——類原生質材料,讓其能在磁的刺激下“記”住自己搭建起來的“腳手架”結構。
 
其二,是4D打印。4D打印比3D打印多出來的是通過預設程序和材料的智能特性,使打印出來的物體自動變化形態。團隊特意研發出了一款4D打印機,把充磁功能內置到打印機里,使4D打印過程從過去5到10個小時縮短至5到10分鐘,成本大幅下降,具備大幅推廣的可能。
 
“最早我們只能追趕,現在我們在磁控智能材料與4D打印領域已經打破壟斷,持續原創突破,媲美國際頂尖水平。”他告訴記者,目前,其團隊已經推出了全球首款4D打印流變機器人原型,未來將進一步推動技術落地,實現產業化。
 
這一技術路線還將推廣至熱塑性材料,大幅增強打印結構的拉伸強度,為制造輕量化零件提供了新解決方案。
 
獲得企業組冠軍的是未來黑科技公司的AR車載抬頭顯示技術開發及產業化項目。該項目利用自研3D光場顯示技術,配合空間運動姿態捕捉和延時補償算法,實現了更加真實自然的增強現實效果,帶來更酷炫的AR駕駛體驗。“相關產品均處于行業領先水平,全車窗透明顯示器技術為全球首創。”該公司創始人徐俊峰介紹。
 
“創客北京”大賽是本市引領中小企業創新創業和助力產融對接的重要品牌活動,至今已連續舉辦九年。今年賽事規模創新高,共吸引了5791個項目報名參賽,再次刷新歷年參賽數量;項目質量創新高,近八成參賽項目屬“高精尖”領域;激勵力度創新高,單個參賽項目獎金額度首次突破百萬元;產融對接創新高,幫助參賽企業和團隊融資近百億元。
 
市經信局副局長蘇國斌說,本市將針對不同梯級參賽企業,提供“金字塔”式的精準服務,對未納入到梯隊培育體系的優秀企業進行“一對一”幫扶申報,對未上市的獲獎企業集中宣貫相關政策、開展上市輔導,對優秀獲獎項目在人才引進、在京落地、空間載體等方面的需求給予支持。

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