技術文章
Technical articles近期，中國科學技術大學NikolaosFreris教授課題組及其合作者魏熹副研究員基于對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）形態和運動的系統觀察和數學模型抽象，提出基于對數螺旋線結構的新型螺旋軟體機器人，設計制備了一系列不同尺度（長度從cm到m）和材質的原型機器人；結合仿生操作策略，通過簡單的繩索驅動復現了其可比擬生物肢體的運動特征；通過變化構型及陣列協作，展示了其在多維度和多場景中執行復雜抓取和操作任務的優異性能。相關研究成果以“SpiRobs:L...
群體機器人技術受到群體智能和機器人技術研究的啟發，促進了機器人之間以及機器人與環境之間的交互。該方法的核心在于利用多個機器人的集體行為協同完成復雜任務。這種合作依賴于去中心化、異層次的自組織結構，其中鄰近機器人通過局部交互實現通信。去中心化的多機器人組織能實現群體智能，這一現象在自然界中頗為常見。例如，螞蟻通過相互抓握形成高長寬比的組裝體，以連接斷開路徑，甚至能在洪水中形成類似浮板的構造，從而保障生存。螞蟻還通過化學通信覓食，并協同運輸食物。社會性昆蟲的多功能群體智能為群體機...
脂質體具有模擬細胞脂質膜的優異能力，使其成為生物膜研究和自下而上合成生物學中重要的工具。微流控技術為以受控方式制備巨型脂質體提供了一種有前景的工具。然而，作為巨型脂質體的前體，雙重乳液（doubleemulsions）的微流控制備仍存在挑戰，從而限制了對這一潛力的充分探索。近日，芬蘭奧盧大學（UniversityofOulu）和芬蘭國家技術研究中心（VTT）的研究人員組成的團隊提出了一種PDMS-玻璃毛細管混合微流控器件，作為一種簡便而多功能的雙重乳液制備工具。該器件不僅消除...
隨著電子設備技術的飛速發展，熱管理領域遭遇了嚴重的挑戰。設備的處理速度提升導致能源消耗和功率散發同步增長，但設備的小型化趨勢卻使得熱管理系統的可用物理空間日益縮減，從而提高了有效冷卻的復雜性，并凸顯了研發新型散熱器的重要性和緊迫性。在此背景下，3D微型結構散熱器以其高比表面積的特性，被提出作為傳統鰭片和板式散熱器的高效替代品。盡管3D微型結構散熱器的研發非常重要，但增材制造技術在散熱器生產領域的應用仍面臨了諸多挑戰，其中主要包括高昂的生產成本、有限的材料選擇，以及制造亞毫米級...
數字微流控芯片是一種先進的微流控技術，它利用數字信號對微流體進行精確操控。其核心技術在于利用電子電路控制液體表面張力，從而實現對液滴的產生、移動、分裂、合并等操作。這種技術通常基于電潤濕效應（EWOD），即通過調整施加在液體-固體電極之間的電勢來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。數字微流控芯片在使用時需要注意多個方面以確保其正常運行和延長使用壽命：一、操作前準備熟悉設備：在使用數字微流控芯片之前，務必詳細閱讀設備的操作手冊，了解其工作原理、性能參數及操作...
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象。在漫長的自然演變中，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路徑、能量轉換和相互作用。借鑒流體的流動特性、能量傳遞和形態變化，人類創造出了眾多既復雜又高效的流體技術，流體力學因此蓬勃發展。微流體技術是一種在微米級別操縱流體的技術，通過微通道中的特殊流體行為，如層流，實現了對微小流體量的精確控制。該領域的研究成果，不僅催生了價值數十億美元的市場，也在醫療診斷、實驗室芯片、航空航天、能源工程等領域展現出巨...
生命活動依賴于離子導體，機器運行依賴于電子導體。當離子與電子間不發生電化學反應時，非法拉第結（non-faradaicjunction，NFJ）就成為橋接生命與機器的載體。NFJ具有類電容特性，其電荷-電壓曲線對多種環境信號都敏感。因此，NFJ具有高靈敏、快響應、體積小、穩定、自供電等特點，是一個理想的傳感平臺。NFJ傳感器廣泛用于心電、腦電、肌電等電生理信號的測量，在可穿戴設備、可植入設備、軟體機器人等領域中展現出極大的應用潛力。此外，力學原理的發展和材料合成方法的豐富為N...
數字微流控芯片是一種先進的微流控技術，它利用數字信號對微流體進行精確操控。其核心技術在于利用電子電路控制液體表面張力，從而實現對液滴的產生、移動、分裂、合并等操作。這種技術通常基于電潤濕效應（EWOD），即通過調整施加在液體-固體電極之間的電勢來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。以下是數字微流控芯片的主要作用：1、精確操控微量液體：能夠實現對微升甚至納升級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的靈活性。通過特殊的介質上的電潤濕現象（EWOD...
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