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等级 B1 – 中级CEFR B1
4 分钟
201 字
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
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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。