前沿洞察

縱觀全球科技發展趨勢

一鍵get最前沿技術！

本期前沿洞察為大家帶來這些技術：

能“分解”混凝土並回收建築材料的拆遷機器人；靈感來自種子的史上最小飛行器；受熱後無限滾動的4D列印軟體機器人……

一起來看看吧：

能“分解”混凝土的拆遷機器人，將建築材料回收再利用

違建危房拆除、老舊小區改造都離不開隆隆作響的施工現場，不僅噪音大，還弄的塵土飛揚。

瑞典設計學院的Omer Haciomeroglu團隊設計了一款拆牆機器人ERO，把拆除牆體變成了一件簡單的事。

ERO會自動掃描目標牆面，確定好執行路線以提高拆除效率。然後透過ERO內部的高壓水槍噴射混凝土的表面，使其內部產生許多細微的裂縫，隨後瓦解。這樣，混凝土中的砂石和水泥與鋼筋就可以分離。

ERO還能將被分離後的砂石和水泥直接打包回收，轉變為新的建築用料。甚至連剩下來的鋼筋都是完完整整的。

它內部使用了湍流發電機，能透過空氣回收通道提供部分工作能源，甚至連水槍噴出來的水都能再次迴圈利用。

ERO不僅噪聲很低，也沒有那麼嚴重的灰塵問題。最關鍵，以往的建築垃圾也能被有效利用，保護了環境。

史上最小飛行器，靈感來自植物種子，可用於環境監測

隨風旋轉飄落而下的植物種子，展現出了複雜的空氣動力學特性，而這種特性可以被借鑑給小型飛行器的設計。

西北大學的研究人員為此研究了許多植物種子的空氣動力學，最終靈感來自於三星藤—— 一種有星形種子的開花藤蔓植物。它的種子有葉片狀的翅膀，可以抓住風並慢慢地旋轉。

這款與三星藤種子相似的微型飛行器由兩部分組成：毫米大小的電子功能部件和機翼。

作為人類有史以來最小的飛行結構，它還可以裝上超小型化的技術，包括感測器、一個可以收集環境能量的電源、儲存器和一個可以將資料無線傳輸到智慧手機、平板電腦或電腦的天線。

當微型飛行器在空中下落時，它的翅膀跟空氣相互作用從而產生一個緩慢而穩定的旋轉運動。電子元件的重量則分佈在微飛片中心的較低位置，這樣能防止它失去控制並混亂地墜落到地面。

研究人員表示：“我們的目標是為小規模的電子系統增加飛翼，這些能力將使我們能夠分發高功能的小型化電子裝置以感知環境的汙染監測、人口監測或疾病跟蹤。”

不僅如此，考慮到電子垃圾的回收問題，研究人員還開發出了瞬時電子器件。“我們使用可降解的聚合物、可堆肥的導體和可溶解的積體電路晶片來製造這種物理上的瞬時電子系統。當暴露在水中時它們會自然消失為對環境無害的最終產品。”

現在，該團隊正在使用同樣的材料和技術來建造微型發射器，其能隨著時間的推移在地下水中自然降解和消失。

4D列印的軟體機器人，受熱後可無限滾動

近日，來自天津大學材料與工程學院的封偉教授團隊研發了一種基於 4D 列印的熱驅動“無約束管狀軟體機器人”，這種機器人有較高的靈活性、靈敏的感知、還可以承載 40 倍自身重量的物品，使其在運輸行業具有潛在的適用性。

該機器人是將液晶彈性體（LCE）按照設計好的路徑，透過高溫墨水直寫（HOT-DIW）的 3D 列印方式打印出來。它能在溫度的刺激作用下發生可逆性形變。這種在外部刺激下的形狀變化使時間作為列印過程的第四維度，因此這種列印被定義為 4D 列印。

其在打印出來的時候，形狀是一個矩形的薄片，而當研究人員將它的下表面加熱時，機器人會自發地扭曲，形成一個類似於彈簧的小管。

在不施加外力的情況下，機器人可以朝一個方向移動，因此這一特性就使該機器人獲得了觸覺感知和智慧探索的能力。當遇到一些障礙時，對待不同高度的障礙，它能做出不同的響應。

同時，機器人不僅可以在平面上移動，甚至在具有一定角度的斜坡上，機器人也能毫不費力地爬上去。

而機器人的空心圓柱體結構為線性物體提供了裝載空間，並且在空心圓柱體的內部放置多條銅線也不會影響它的連續無約束運動。

研究資料表明，長度 5cm 的管狀機器人，可以拉動 1。5g 的重物（超過其自身重量的40倍）；長度為 10cm 的管狀機器人，可以拉動 3g 重量的物體。研究人員預測，如果樣片的長度達到米級的時候，機器人的運輸能力或許可以增加一個數量級。

未來，這種軟體管狀機器人可能被用在小型、狹窄的地方或者在極端的條件下（比如 200℃ 的表面）執行工作。

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