可以砌砖的机器人不是新闻,但完全自动化的砌砖机器人则会成为人们关注的焦点。澳大利亚工程师马克·皮瓦茨发明了一个叫“哈德良”的机器人瓦工,一小时可砌千块砖,若一天24小时连续工作的话,两天内可砌筑好一栋房子,一年能够建成150栋房屋。业内评价,这是首台全自动化的砌砖机器人。
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皮瓦茨是一位航空和机械工程师。他的父亲是一位矿山测量师,所以皮瓦茨从小就有各种测量仪器陪伴着成长,有机会接触一些很棒的高科技,非常先进的生产方法,以及很多复杂的系统。
在计算机控制的机械领域工作的皮瓦茨说,发明这台机器人的灵感始于2005年珀斯房产公司发生的砌砖工人短缺危机。他说:“人类砌墙已经有约6000年历史了,自从工业革命以后,也尝试过将砌墙过程自动化。到现在,制造这种机器人所需的技术都已经具备,因此我们就动手研制了。以罗马帝国哈德良长城(Hadrian)命名的机器人将会首先在西澳大利亚销售,然后再推广到整个澳洲以及全球。机器人每小时能砌1000块砖,并能日夜不停地运作,一年有可能盖好150间房屋。”
作为地球上工资最高的国家之一,澳大利亚的砌砖工人年薪轻松可以达到7万美元,但即使如此高薪,依旧无人愿意从事这一体力劳动,经常出现砌砖工危机。于是,皮瓦茨花了10年的时间、耗费700万美金发明制作出“哈德良”,如今,用它仅在两天即可盖好一栋房子。
人类使用砖的历史已约6000年。自从工业革命以来,人们一直试图发明可以自动砌砖的工具。目前泥瓦匠需要4到6周才能砌起一幢新房的砖墙,而拜科技所赐,这台机器人表现得相当与众不同,令人印象深刻。它完全可以自己干活。这项自动化砌砖的技术创新加快了建设速度,降低了施工成本。
这台机器人工匠是如何工作的呢?据物理学家组织网报道,它采用三维计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)计算房子结构来高效工作。在用3D扫描周围环境后,它能精确地计算出在何处放置砖头,以及是否需要切割砖块。它用一个28米的铰接伸缩臂作为“手”,可拿起砖头,放下后按序排好码砖。期间可以用压力挤出砂浆或者胶粘剂涂在前方砖块上,衡量、扫描垒砖的质量,甚至如果砖头需要裁切,为水管等其他设施预留位置,它都能自行完成,整个过程不需要人类“插手”。
这台机器人不需要休息,一年365天都能上工,可以包下工程中的大量“粗活”,减轻人力上的难度。皮瓦茨表示,这个发明并非故意抢砌砖工人的饭碗,只是希望能够改善盖房子的过程,并相信这个项目能够吸引更多的年轻人进入这个领域。
这台计算机工匠的发明,已得到政府的补助和相关产业如砖瓦厂、粘土和混凝土生产公司等鼎力支持。研究小组预计,未来的商业部署将首先在西澳投入商业运营,然后在全国普及,继而推广到全球。
韩美研发出“水上漂”机器昆虫
科技日报北京8月10日电
近日,韩国和美国科学家合作揭示了水黾(一种水生昆虫)水上跳跃的运动机制,并研发出一款可在水面跳跃的新型机器昆虫。
高倍显微镜下发现,水黾腿部有数千根按同一方向排列的多层微米尺寸的刚毛。水黾正是利用这样的微纳米结构,将空气有效地吸附在刚毛和螺旋状纳米沟槽的缝隙内,在其表面形成一层稳定的气膜,阻碍了水滴的浸润,宏观上表现出水黾腿的超疏水特性。正是这种超强的负载能力使得水黾在水面上行动自如,即使在狂风暴雨和急速流动的水流中也不会沉没。
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水黾
水黾不仅能利用水面张力在水上行走,还能在水面上跳跃。它的腿部能产生强大的向上推力,从而可以跳离水面,并且能在水面跳出和陆地上相同的高度。这一现象为机器人专家提供了创意和灵感。
水黾没有复杂的认知能力,却能轻松地在水上漂浮或跳跃。水黾的腿因为具有轻微弯曲的尖端而能发生转动,从而可以从水面跳起来。首尔大学生物机器人实验室主任曹圭珍说:“水黾依靠特殊的形态结构完成上述动作。我们可以通过学习这些结构特征,来制造不需要复杂控制就能进行水上运动的机器人。”
通过模拟水黾的运动机制,研究人员制造了一款新型机器昆虫。它不用复杂的人工控制就能在水面上支撑起自身体重16倍的重量。科学家为它设计了一个能产生冲力但是力量强度受到限制的弹射器,并利用复合材料制造了弹射器的自动激发装置。这些设备能推动机器昆虫跳离水面而不会把水面打破。
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仿水黾机器昆虫
伍德说:“我们制造的机器昆虫能将跳跃产生的推力持续更长时间,并可与水面保持更长时间的接触,从而能够在水面产生与在陆地上跳跃时相同的冲量和高度。”
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