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可卷曲的“机器人犰狳”防护结构 (等级 B1) — two white and black electronic device with wheels

可卷曲的“机器人犰狳”防护结构CEFR B1

2026年5月31日

等级 B1 – 中级
4 分钟
201

北卡罗来纳州立大学的团队设计了称为形态互锁防护模块(MIPM)的防护结构,目标是保护软体机器人和柔性电子等易损技术。研究人员也把它称为“机器人犰狳”。

MIPM由三层组成:外层是由分段、弯曲鳞片构成的外骨骼;中间层负责感测与驱动,包含遇热收缩的液晶弹性体、嵌有银纳米线的弹性高分子应变传感器、遇热膨胀的Kapton胶带层和作为加热元件的导电织物薄层;内骨骼由加厚纸张折成脊状结构并支撑一排刚性聚合物鳞片。

当应变传感器检测到应变增大时,会向控制单元发送信号并为加热层供电。随着加热层升温,液晶弹性体收缩而Kapton膨胀,整体弯曲使外骨骼向外卷起成保护环。在弯曲过程中,分段鳞片相互咬合,形成内部骨架以提高坚固性。

概念验证试验表明传感层可以触发壳体转换,增加分段鳞片数量能提高内部刚性和强度。研究者指出存在分段化与轻量化的权衡,并欢迎进一步合作。

难词

  • 外骨骼覆盖在物体外部的保护结构
    外骨骼向外卷起
  • 应变传感器检测材料受力或变形的传感器
    弹性高分子应变传感器
  • 液晶弹性体遇热会收缩的弹性材料
    遇热收缩的液晶弹性体
  • 分段鳞片由多段小片组成的鳞状结构
    分段、弯曲鳞片
  • 内骨骼位于内部用来支撑的结构
    内骨骼由加厚纸张折成脊状结构
  • 导电织物能传导电流的布状材料
    导电织物薄层
  • 坚固性抵抗破坏和变形的能力
    提高内部刚性和强度

提示:在文章中将鼠标悬停、聚焦或轻触高亮词语,即可在阅读或听音频时快速查看简要释义。

讨论问题

  • 你认为这种可变形保护结构可以用于哪些日常电子设备?请说两种并说明理由。
  • 在分段化和轻量化之间,你会更重视哪一项?为什么?
  • 如果要改进这个设计,你会优先改进哪一部分?说明你的想法。

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