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浙大nature发表论文

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浙大nature发表论文

比陆地更辽阔的是海洋,海水覆盖了地球约 71% 的表面积。不过,海洋学者认为人类只 探索 了其中的 5% 而已。 人们经常对较浅的海洋进行勘探,但由于极端的静水压力,深海区域基本仍是一片神秘领域。

目前,设计精良的水下机器人在深海任务中具有出色的机动性和功能性,勘探深度能达到 3000-11000 米,比如我国自主研发的 “蛟龙号”“奋斗者号” 等载人潜水器,在深海探矿、海底高精度地形测量、可疑物探测与捕获、深海环境与生物考察等任务中都扮演着关键角色。

但是,这些深海潜水器通常需要特制的压力容器或压力补偿系统来保护内部机电系统,考虑到海底极端条件下结构破坏的风险,深海勘探仍然具有危险性和挑战性。 然而,大自然是神奇的,没有耐重压系统的深海生物却可以在极深的海域繁衍生息,灵活游走。

受深海生物特性的启发,来自浙江大学、之江实验室的科研团队及其合作者开发了一种能用于深海探测的无线自供能软体机器人 ,他们通过在马里亚纳海沟最深 10900 米处和南海最深 3224 米处进行实际测试,验证了这种机器人具有极好的耐压和游泳性能。

相关研究论文以 “ Self-powered soft robot in the Mariana Trench ”(马里亚纳海沟里的自供能软体机器人)为题,于 3 月 4 日发表在《自然》( Nature )杂志上。

论文里介绍的这种深海机器人,是一种典型的仿生装备与系统。 目前,生活在中等海洋深度(约 1000 米)的软体生物,如章鱼和水母等已被广泛研究,它们的适应能力启发了很多水下软体机器人的设计,为深海探险提供了很多有前途的方法。

这类软体机器人的性能很大程度上取决于软启动器,包括介电弹性体(dielectric elastomers,DEs)、水凝胶和射流装置等,近年来的许多研究表明,具有扑翼、波动、喷射等推进方式的柔性机器人具有良好的游泳性能。

尽管如此,这类机器人的动力和控制电子系统仍然需要笨重而坚硬的容器来抵御深海极端压力,一种没有刚性容器、能在极端深海游泳的、有压力弹性的软机器人还没有被开发出来。

浙江大学李铁风、李国瑞及其合作者设计开发的这款软体机器人,灵感则是来自钝口拟狮子鱼( Pseudoliparis swirei ) 。早在 2014 年,科学家就在马里亚纳海沟中约 7000 米处深度捕获到了这种鱼类,据了解,钝口拟狮子鱼还创下了一项人类拍到活体鱼类的最深纪录 ——8178 米。

马里亚纳海沟深处的压力有多大? Nature 文章中有一个形象的描述,类似于把一整座埃菲尔铁塔的重量全都压在人类大脚趾上。 在那种寒冷、黑暗和极压的环境下,高压能压碎人的骨头,压扁钢铁潜水设备,而这些鱼却表现出了奇好的生存性和移动性。

所谓“适者生存”,这种鱼在身体特征上包括一个分布的头骨和能拍打的胸鳍,由软骨和细胞膜组成的骨架等,这指导了李铁风、李国瑞团队及其合作者进行一种创新的深海软体机器人设计。

据论文描述,研究人员已对这种软体机器人进行了多方位测试报告。它被安装在深海着陆器上,在马里亚纳海沟 10900 米深度的现场测试中成功启动, 这个软机器人内部自带容量为 2500mAh 的锂离子电池和高压放大器用来自动供电 ,团队使用受保护的摄像机和深海着陆器上的 LED 灯记录了试验过程,在这次测试中,机器人没有从着陆器中释放出来, 在没有压力容器的情况下,扑鳍驱动保持了 45 分钟 。

在中国南海的现场试验中 ,软体机器人由遥控潜水器(ROV)携带到 3224 米的深度。在 8kV 交流电压和 1Hz 的驱动下, 该机器人以 5.19cm 每秒(即每秒 0.45 体长)的速度拍打双鳍运动,成功实现自由游动 。

据了解,这种机器人设计成功的关键之一是压力弹性电子元件。 传统的水下航行器需要金属材料制成的水密外壳,以承受深海高压,这些外壳的厚度和尺寸必须增加,以适应更大的深度。但在研究团队此次设计的机器人中,精密的电子元件被嵌入并分布在柔软的硅树脂基体中,这种设计消除了对耐压外壳的需求。

研究人员通过测试发现,如果电子元件密集地封装在一块印刷电路板(PCB)上,压力测试表明在它们的接口处容易发生故障,因此需要一种方法来保护机器人的电子元件免受高压影响, 启发则是来自钝口拟狮子鱼分布的头骨 。

为了提高压力恢复力,他们采用了分散式设计来降低剪切应力。 在这种设计中,元件与几块较小的 PCB 进行线连接或分离,这里的 “分离” 是指去除电子元件之间的直接刚性接触。

实验室试验和模拟表明,这种布置降低了受压部件之间接口处的应力,然后将分布式电子器件嵌入硅树脂中,以便并入机器人, 该方法比其他保护深海设备电子设备的方法更实用,也更便宜。

对于相同的外加压力(110MPa),分散电子设备界面处的平均剪应力低于集中电子设备(约 60MPa),研究人员进行了一系列的压力室实验(110MPa),以确认这种分散电子具有更高的压力弹性。此外,由于从 PCB 上拆下所有组件在技术上是困难的,因为它们的数量很大,为了减少这些元件之间的应力,研究人员在设计时还增加了相邻电子元件之间的距离, 当相邻部件之间的距离从 0.4 mm 增加到 2.4mm 时,测试分析显示,最大剪应力能减少 17% 。

设计好了电子部分,另一方面就是机械驱动部分 ,这里的一个关键应用是介电弹性体(DE),一种加上电压即可出现形变的电激活聚合物,这种材料能将电能转化为机械功 —— 当机器人电池的电流作用于肌肉时,肌肉就会收缩,微小的固体结构通过机械方式将收缩肌与鳍相连,使其拍打运动。

最终,他们把机器人设计成了鱼一样的身体形状,有两个拍打的侧鳍。 该机器人长 22 厘米(体长 11.5 厘米,尾长 10.5 厘米),翼展有 28 厘米,电力和控制电子设备包括锂离子电池、高压放大器、红外接收器、放电电阻器和 MCU。

它同时具有以下特点: (1)位于支撑架和拍打鳍接合处的 DE “肌肉”;(2)由较硬的前缘和弹性框架支撑的薄硅胶拍打鳍;(3)嵌入其软体内的分散电子。弹性框架粘在预拉伸的 DE 肌肉上,以提供支撑,并将 DE 膜的平面内驱动转换为鳍拍打运动,当施加交流电压时,周期性变形的 DE 肌肉产生两个鳍的拍打运动以推进游动。

此外,DE 材料也经过了精心设计,可在深海低温高压下保持其电压感应驱动。 研究人员在高压下测量了由典型 DE 材料(VHB)制成的圆形致动器的电压感应区域应变,结果发现,当实验条件从(0MPa,25 C)变为(110 MPa,5 C)时,电压引起的区域应变从 19.1% 下降到了 2.4%,不足以推动机器人。

因此,他们采用了一种新的三嵌段共聚物:SBAS。 在相同的实验条件下,SBAS 的电压感应面积应变从 12.5% 下降到 7.0%,由于拍动双鳍的设计已得到优化,这种材料的表现对于软机器人深海自由游泳来说已经是足够高的应变。

研究人员在额外的动态力学分析(DMA)中表明,VHB 和 SBA 的不同性能源自其不同的玻璃化转变温度(Tg),分别为 0.3 C 和 17.2 C,这一结果突出了由于微相分离,较低的 Tg 对提高三嵌段共聚物 DE 的机电性能的影响。

除了深海实地测试外,研究团队还进行了一系列的压力舱和深湖实验,进一步验证了该软体机器人的游泳性能。

他们在实验室中观察记录了该机器人在 110 MPa 的静水压力中,在不同电压(7 kV、8 kV、9 kV,2 Hz)下测试游泳性能。 当驱动电压为 7 kV,频率为 1Hz 时,在 0MPa 和 110MPa 的压力下,机器人能以 3.29 cm 每秒和 2.76cm 每秒向前游动。 此外,还在一个深湖中用遥控潜水器将其带到水深处,对软机器人的自由游动进行了现场测试, 该机器人在 8 米深处能以 3.89cm 每秒的速度游泳,在 70 米深处能以 3.16cm 每秒的速度游泳,证实了它对野外探险的鲁棒性。

研究人员表示,此次取得的实验成功有可能扩展到各种其他软设备上,未来如果集成额外的功能单元或重新排列电路则有望产生多种附加功能, 例如深海中的传感和通信 。

具有传感、驱动、电源和控制系统的软设备可以完全集成,以监测和调节机械滥用条件下的复杂任务(不仅是高压,还有其他困难的机械条件,如振动或冲击)。 研究团队的未来工作将集中在开发新的材料和结构,以增强软机器人和设备的智能性、多功能性、机动性和效率。

此前人们曾多次尝试开发应用于水下的各类软体机器人,但由于机器人传感器在深海环境下工作不良,因此机器人与物体的精细交互是一个具有挑战性的领域。另外,软机器人抓手要比刚性抓取装置具有很大的优势,且受生物启发的软体机器鱼可以在其他动物之间游动,而无需对它们造成干扰,因此可以进行近距离研究观察。

新加坡国立大学教授 Cecilia Laschi 在评论文章中表示 , 研究团队如今已经突破了可以达到的极限:用嵌入软材料中的分布式电子器件取代电子元件的刚性保护外壳,为新一代深海探险家铺平了道路。

然而,在海洋中布置这种设计的机器人之前,还有很多工作要做。 因为这项研究开发的机器人比之前报道的水下机器人移动要慢,而且不能承受太多环境的干扰,比如它很容易被水下暗流冲走,其运动能力也需要针对实际应用进行优化。

从长远展望来看,人们可以预测海洋生物学研究的发展方向 ,即软体机器人在珊瑚礁或水下洞穴中安全航行,在不损坏珊瑚礁或洞穴的情况下采集精致的标本,成群的水下软机器人能够在海床上爬行,将自己固定在特定的结构上或在特定的区域游走 探索 。

这将有助于各种其他应用技术的发展,进一步为推动海洋监测、清理和防治海洋污染、保护海洋生物多样性提供更多创新方案, 更重要的是,它们可以帮助科学家 探索 海洋深处的大片未知地带 。

台大师资胜过浙大,台大教授多是斯坦福 麻省理工PHD居多。世界排名看,浙大胜过台大,浙大前50,台大前70!

台湾大学和浙江大学相比较,当然是台湾大学好。

浙江大学只是在中国内地排名靠前一点,在世界上没有什么特殊的地方,就是在国内,和浙江大学平起平坐的大学也是上百所,所有国内的排名没有什么意义。

参考材料:

中国前二十名大学之排名 〔重新统计〕美国《Science》、英国《Nature》是国际公认的代表人类最高科学水平的学术期刊。在《Science》、《Nature》上成批地发表论文是世界一流大学的标志。然而,在中国的大学,能在《Science》、《Nature》上发表论文的学者很少。即使是中国科学院院士,90%以上都不能在《Science》、《Nature》上发表论文。如果在《Science》、《Nature》上的论文数不能取得突破,中国的大学就不会被公认为世界一流大学。    世界排名前十名大学中,首位是哈佛大学,然后依次是史丹福大学、加州理工大学、加州大学柏克莱分校、英国的剑桥大学、麻省理工学院、普林斯顿大学、耶鲁大学、英国牛津大学、哥伦比亚大学。     中国前二十名大学之名单:     1.国立台湾大学(世界排名190)     2.清华大学(世界排名248)     3.香港科技大学(世界排名266)     4.北京大学世界排名287)     5.香港大学(世界排名296)     6.中国科学技术大学(世界排名312)     7.香港城市大学(世界排名332)     8.香港中文大学(世界排名335)     9.南京大学(世界排名341)     10.复旦大学(世界排名345)     11.台湾成功大学(世界排名365)     12.浙江大学(世界排名388)     13.香港理工大学(世界排名411)     14.台湾清华大学(世界排名412)     15.上海交通大学(世界排名421)     16.吉林大学(世界排名459)     17.台湾交通大学(世界排名468)

浙大是浙江省内好几个一般大学在20年前组合成的,在中国境内,比浙江大学有文化氛围的大学很多,就是中西部地区和浙江大学不相上下的大学也是很多的。浙江大学的优势主要是浙江省经济相对发达,地方政府硬件投入不错,但是学科软件有待上升,切莫为了排名而排名!

谁能无压力 探索 两万里海底还能自在遨游? 答案是浙大的机器鱼!它成功潜入海底 10900 米,受住了海底高压 —— 这高压对于它就像人的指尖站了一头大象。 它小到不可思议 —— 身长 22 厘米,展翅 28 厘米! 如今在浅海畅游两万里轻而易举,但在两万里的深海畅游两万里比登天还难。马里亚纳海沟是迄今为止已经探明的整个地球的最深处,最深点超过 1 万 1 千米。 一万米海底的压力有多大? 浙江大学航空航天学院交叉力学中心教授李铁风表示:“在 10900 米的海底,静水压高约 110 兆帕,相当于 1100 个大气压。用一个不太恰当的比方,相当于一吨重的小 汽车 全压在指尖上。” 为了让人造机器执行水下探测与考察任务的潜水器能够深入海底,以往的设计策略一直是 “硬碰硬”—— 选用高强度的耐压金属外壳(如钛合金)或压力补偿系统作 “金盔铁甲”,来克服深海的极高静水压。 3 月 4 日,Nature 封面论文中的成果彻底颠覆了传统 —— 研究团队将整体研发策略与思路转换为 “以柔克刚”,即从深海生物身上汲取灵感,率先提出机电系统软 - 硬共融的压力适应原理,成功研制了无需耐压外壳的仿生软体智能机器人,首次实现了在万米深海自带能源软体人工肌肉驱控和软体机器人深海自主游动。 这种环境自适应的仿生软体机器人和智能系统,将为深海 探索 科考、环境监测与资源勘探提供解决方案,为复杂环境与任务下机器人及智能系统设计提供新思路。 这就是由85后教授李铁风团队联合之江实验室与合作单位开展的跨学科交叉研究,该论文标题为《马里亚纳海沟中的自动软体机器人》(Self-powered soft robot in the Mariana Trench),论文共同第一作者为之江实验室研究人员李国瑞,浙江大学博士研究生陈祥平、周方浩;通讯作者为李铁风。 在马里亚纳海沟 6000 米到 11000 米之间的深度区域,仍有数百种物种生存,狮子鱼就是其中的一种。 项目合作方中科院深海研究所在马里亚纳海沟捕获了深海狮子鱼样本,经过结构分析,他们发现这种鱼之所以能在高压力环境下自由生存与活动的关键,就在于其骨骼呈细碎状分布在凝胶状柔软的身体中。 李铁风告诉 DeepTech:“我们发现深海狮子鱼身上硬质的骨头是分散在它软凝胶状的身体当中,便猜想正是这一结构特征,帮助它抵御深海静水高压以及实现柔软灵活的海底遨游。因此有了‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理或者说系统,这是我们第一个比较重要的创新。” 受此启发,该团队研制出仿生软体智能机器鱼,长 22cm,翼展宽度 28cm,并且巧妙地利用围绕在人工肌肉外的海水作为离子导电负极,由机器鱼自带能源在人工肌肉内外侧厚度方向产生电势差,让高分子薄膜发生舒张与收缩形变,这样一来 “翅膀” 就能上下拍动,推动机器鱼水中前行。 通过设计调节器件和软体的材料与结构,将控制电路、电池等硬质器件融入集成在凝胶状的软体机身中,来优化在高压环境下机器人体内的应力状态,从而使整个系统无需外壳保护即可适应高静水压力。 对 “机电系统软 - 硬共融的压力适应” 原理,李铁风向 DeepTech 做了更为详细的说明:“所谓‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理,其实不难理解,我们仿照深海狮子鱼身体结构原理,把电池、电子器件电池这一类又硬又脆的电子元器件分散后,融在软凝胶状的合成材料里边。软凝胶材料和分散的结构设计,可以帮助调整这些小器件上受到的力(在力学上这种力被称为应力),将器件跟软凝胶材料的融合在一起,可以提高机器人对深海静水高压承受力。” 然而,对于在深海执行探测等复杂任务的人造机器而言,拥有能够承受住深海极高的静水压的结构仅是研发征途中成功迈出的第一步,还需要克服高分子材料在高压和低温时电驱动能力衰减的问题。 针对低温时电驱动能力衰减的问题,该团队与浙江大学化学工程与生物工程学院罗英武教授课题组合作研制了能适应深海低温、高压等极端环境的电驱动人工肌肉,这款电驱动人工肌肉也是团队研究工作的另一个重要突破,它在高压低温环境下依然能保持良好电驱动性能,即便是在马里亚纳海沟的低温(0~4 )、高压环境(110 MPa)下依旧能正常工作。 李铁风向 DeepTech 讲解了 “人工肌肉” 的驱动原理和优势,他说:“我们用海水来做人工肌肉的电极有一个非常大的好处,因为机器鱼周围都是海水,大家都知道海水具有有弱导电性,这个特点正好跟我们原本对‘人工肌肉’的设计原理。” 他补充称:“想要实现‘人工肌肉’驱动,需要两端的电极,一个正电极一个负电极。有弱导电性的海水正好可以做‘人工肌肉’的负电极,我们只需要在‘人工肌肉’内安装正电极材料即可。‘人工肌肉’对电子的非常苛刻 —— 电子必须十分柔软,不能影响这个‘肌肉’本身。有了海水做负电极,我们只需在‘人工肌肉’内加一块正电极即可。而且海水的柔软性、贴合性都非常好。这样既保证了‘人工肌肉’能够工作,同时保证了电极器件的柔软性。” 2019 年 12 月,仿生软体机器鱼首次成功在马里亚纳海沟坐底,机器鱼随深海着陆器下潜到约 10900 米的海底后,在 2500 毫安锂电池的驱动下,按照预定指令拍动翅膀,扑翼运动长达 45 分钟,成功实现了电驱动软体机器鱼的深海驱动。 李铁风表示:“这项发明能够大幅降低海洋 探索 的成本,同时也可以使常用的海洋 探索 装备更加智能化。依照‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理,一些高性能的智能化的芯片、器件,在不需要坚硬外壳的保护下都能下到深海里。换句话说,这一技术提升了深海探测器或者作业装备的智能化水平。” 本次成果还能给智能系统设计提供新思路。李铁风举例称:“把机器鱼的研究思路和原理,应用到其他软机器人,甚至医疗康复中的人体器件以及生物医学方面。在康复医疗方面,比如说人体穿戴设备,它的材料和电子器件太硬,在人类活动或受到外界冲击时,设备容易损坏或失灵。这时就可以用贴合性比较好的人工肌肉原材料来作为设备原材料,把硬的器件放在凝胶状的材料中,通过这种融合的办法,让穿戴设备有更好的适应性。” 此外,他还补充称:“在生物或医学方面的应用,就是把较硬的电子元器件(比如芯片),或者金属、陶瓷的这种材料,哪怕我们把它们做的很小,它们生物亲和性还是比较差的。如果我们把这些器件溶在一个软胶质地的材料中,可极大地提升设备的亲和性,更好地实现器材跟人体的交互作用。这是我们对机器鱼制作原理未来的应用场景设想,这也是我们正在努力研发的方向。” 回顾这项交叉学科研究,李铁风感慨称:“机器鱼研发就一个非常典型的多学科交叉的代表,除了上面列出来的研发团队,我们团队还有研究鱼类的专家的参与。正是通过这次合作,我更深刻地认识到跨学科的交叉研究的重要性,它就好像科研创新的加速器,不同领域研究员在概念、原理和思想上的碰撞,科研激发学科交叉地前瞻性研究。” 概括来讲,仿生软体智能机器鱼由深海生物启发,把 “生命之秘” 化作 “机器之力”,研发能自适应复杂环境的智能机器,则既可助力深海 探索 ,又能发展新型机器人与智能装备。这种环境自适应的仿生软体机器人和智能系统,将为深海 探索 科考、环境监测与资源勘探提供解决方案,为复杂环境与任务下机器人及智能系统设计提供新思路。

在nature发表论文的浙大教授

谁能无压力 探索 两万里海底还能自在遨游? 答案是浙大的机器鱼!它成功潜入海底 10900 米,受住了海底高压 —— 这高压对于它就像人的指尖站了一头大象。 它小到不可思议 —— 身长 22 厘米,展翅 28 厘米! 如今在浅海畅游两万里轻而易举,但在两万里的深海畅游两万里比登天还难。马里亚纳海沟是迄今为止已经探明的整个地球的最深处,最深点超过 1 万 1 千米。 一万米海底的压力有多大? 浙江大学航空航天学院交叉力学中心教授李铁风表示:“在 10900 米的海底,静水压高约 110 兆帕,相当于 1100 个大气压。用一个不太恰当的比方,相当于一吨重的小 汽车 全压在指尖上。” 为了让人造机器执行水下探测与考察任务的潜水器能够深入海底,以往的设计策略一直是 “硬碰硬”—— 选用高强度的耐压金属外壳(如钛合金)或压力补偿系统作 “金盔铁甲”,来克服深海的极高静水压。 3 月 4 日,Nature 封面论文中的成果彻底颠覆了传统 —— 研究团队将整体研发策略与思路转换为 “以柔克刚”,即从深海生物身上汲取灵感,率先提出机电系统软 - 硬共融的压力适应原理,成功研制了无需耐压外壳的仿生软体智能机器人,首次实现了在万米深海自带能源软体人工肌肉驱控和软体机器人深海自主游动。 这种环境自适应的仿生软体机器人和智能系统,将为深海 探索 科考、环境监测与资源勘探提供解决方案,为复杂环境与任务下机器人及智能系统设计提供新思路。 这就是由85后教授李铁风团队联合之江实验室与合作单位开展的跨学科交叉研究,该论文标题为《马里亚纳海沟中的自动软体机器人》(Self-powered soft robot in the Mariana Trench),论文共同第一作者为之江实验室研究人员李国瑞,浙江大学博士研究生陈祥平、周方浩;通讯作者为李铁风。 在马里亚纳海沟 6000 米到 11000 米之间的深度区域,仍有数百种物种生存,狮子鱼就是其中的一种。 项目合作方中科院深海研究所在马里亚纳海沟捕获了深海狮子鱼样本,经过结构分析,他们发现这种鱼之所以能在高压力环境下自由生存与活动的关键,就在于其骨骼呈细碎状分布在凝胶状柔软的身体中。 李铁风告诉 DeepTech:“我们发现深海狮子鱼身上硬质的骨头是分散在它软凝胶状的身体当中,便猜想正是这一结构特征,帮助它抵御深海静水高压以及实现柔软灵活的海底遨游。因此有了‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理或者说系统,这是我们第一个比较重要的创新。” 受此启发,该团队研制出仿生软体智能机器鱼,长 22cm,翼展宽度 28cm,并且巧妙地利用围绕在人工肌肉外的海水作为离子导电负极,由机器鱼自带能源在人工肌肉内外侧厚度方向产生电势差,让高分子薄膜发生舒张与收缩形变,这样一来 “翅膀” 就能上下拍动,推动机器鱼水中前行。 通过设计调节器件和软体的材料与结构,将控制电路、电池等硬质器件融入集成在凝胶状的软体机身中,来优化在高压环境下机器人体内的应力状态,从而使整个系统无需外壳保护即可适应高静水压力。 对 “机电系统软 - 硬共融的压力适应” 原理,李铁风向 DeepTech 做了更为详细的说明:“所谓‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理,其实不难理解,我们仿照深海狮子鱼身体结构原理,把电池、电子器件电池这一类又硬又脆的电子元器件分散后,融在软凝胶状的合成材料里边。软凝胶材料和分散的结构设计,可以帮助调整这些小器件上受到的力(在力学上这种力被称为应力),将器件跟软凝胶材料的融合在一起,可以提高机器人对深海静水高压承受力。” 然而,对于在深海执行探测等复杂任务的人造机器而言,拥有能够承受住深海极高的静水压的结构仅是研发征途中成功迈出的第一步,还需要克服高分子材料在高压和低温时电驱动能力衰减的问题。 针对低温时电驱动能力衰减的问题,该团队与浙江大学化学工程与生物工程学院罗英武教授课题组合作研制了能适应深海低温、高压等极端环境的电驱动人工肌肉,这款电驱动人工肌肉也是团队研究工作的另一个重要突破,它在高压低温环境下依然能保持良好电驱动性能,即便是在马里亚纳海沟的低温(0~4 )、高压环境(110 MPa)下依旧能正常工作。 李铁风向 DeepTech 讲解了 “人工肌肉” 的驱动原理和优势,他说:“我们用海水来做人工肌肉的电极有一个非常大的好处,因为机器鱼周围都是海水,大家都知道海水具有有弱导电性,这个特点正好跟我们原本对‘人工肌肉’的设计原理。” 他补充称:“想要实现‘人工肌肉’驱动,需要两端的电极,一个正电极一个负电极。有弱导电性的海水正好可以做‘人工肌肉’的负电极,我们只需要在‘人工肌肉’内安装正电极材料即可。‘人工肌肉’对电子的非常苛刻 —— 电子必须十分柔软,不能影响这个‘肌肉’本身。有了海水做负电极,我们只需在‘人工肌肉’内加一块正电极即可。而且海水的柔软性、贴合性都非常好。这样既保证了‘人工肌肉’能够工作,同时保证了电极器件的柔软性。” 2019 年 12 月,仿生软体机器鱼首次成功在马里亚纳海沟坐底,机器鱼随深海着陆器下潜到约 10900 米的海底后,在 2500 毫安锂电池的驱动下,按照预定指令拍动翅膀,扑翼运动长达 45 分钟,成功实现了电驱动软体机器鱼的深海驱动。 李铁风表示:“这项发明能够大幅降低海洋 探索 的成本,同时也可以使常用的海洋 探索 装备更加智能化。依照‘机电系统软 - 硬共融的压力适应’原理,一些高性能的智能化的芯片、器件,在不需要坚硬外壳的保护下都能下到深海里。换句话说,这一技术提升了深海探测器或者作业装备的智能化水平。” 本次成果还能给智能系统设计提供新思路。李铁风举例称:“把机器鱼的研究思路和原理,应用到其他软机器人,甚至医疗康复中的人体器件以及生物医学方面。在康复医疗方面,比如说人体穿戴设备,它的材料和电子器件太硬,在人类活动或受到外界冲击时,设备容易损坏或失灵。这时就可以用贴合性比较好的人工肌肉原材料来作为设备原材料,把硬的器件放在凝胶状的材料中,通过这种融合的办法,让穿戴设备有更好的适应性。” 此外,他还补充称:“在生物或医学方面的应用,就是把较硬的电子元器件(比如芯片),或者金属、陶瓷的这种材料,哪怕我们把它们做的很小,它们生物亲和性还是比较差的。如果我们把这些器件溶在一个软胶质地的材料中,可极大地提升设备的亲和性,更好地实现器材跟人体的交互作用。这是我们对机器鱼制作原理未来的应用场景设想,这也是我们正在努力研发的方向。” 回顾这项交叉学科研究,李铁风感慨称:“机器鱼研发就一个非常典型的多学科交叉的代表,除了上面列出来的研发团队,我们团队还有研究鱼类的专家的参与。正是通过这次合作,我更深刻地认识到跨学科的交叉研究的重要性,它就好像科研创新的加速器,不同领域研究员在概念、原理和思想上的碰撞,科研激发学科交叉地前瞻性研究。” 概括来讲,仿生软体智能机器鱼由深海生物启发,把 “生命之秘” 化作 “机器之力”,研发能自适应复杂环境的智能机器,则既可助力深海 探索 ,又能发展新型机器人与智能装备。这种环境自适应的仿生软体机器人和智能系统,将为深海 探索 科考、环境监测与资源勘探提供解决方案,为复杂环境与任务下机器人及智能系统设计提供新思路。

赵永志,1977年6月生,山东聊城人,博士,副教授,硕士生导师。1)2005于西安交通大学动力工程及工程热物理专业获得博士学位,后在清华大学化工系做博士后研究,2007年调至浙江大学化工系化工机械研究所做教学、科研工作,多年来主要在氢能高压储存及安全、化工过程装备、计算颗力学等方面开展研究。目前正在承担1项国家863计划课题(高压储氢、输氢、加氢安全保障技术装备与应用示范,2012AA051504)及1国家自然科学基金青年基金项目(高压氢充放过程中的热物理学机制与热转换规律研究,51206145),作为负责人完成1项浙江省自然科学基金(热量自平衡型金属氢化物储放氢工艺基础理论研究,Y1100636)、1项博士后科学基金(复杂气固体系流动及传热的离散颗粒动力学模拟,2005038061)、以及多项横向技术开发课题,作为主要完成人之一参与多项国家863计划、973计划课题,包括国家863计划目标导向课题1项(加氢站关键技术及加氢系统,2007AA05Z152)、国家973计划课题(高密度车载储氢新体系及其安全性预测理论研究,2007CB209706)等。针对高压储氢、氢安全、化工过程装备、及计算颗粒力学等等方面开展深入研究,研究成果得到了国内外同行的肯定,在《International Journal of Hydrogen Energy》、《Journal of Loss Prevention in the Process Industries》、《AIChE Journal》、《Powder Technology》、《物理学报》、《Chemical Engineering Science》、《Particuology》、《化工学报》等国内外著名学术期刊上发表论文92篇,其中58篇被SCI、EI收录(SCI收录30篇,EI收录28篇),发明专利3项,参与出版教材1部。2010年获教育部科技进步一等奖(第四完成人)1项。2)受教育经历1994年~1998年,西安交通大学,化工机械与设备系,学士;1998年~2001年,西安交通大学,化工过程机械专业,硕士;2001年~2005年,西安交通大学,动力工程及工程热物理专业,博士。3)研究工作经历2005年~2007年,清华大学,化学工程系,博士后;2007年至今,浙江大学,化工系化工机械研究所,副教授。4)主要科研成果①获省部级一等奖1项:70MPa高压气态储氢系统关键技术及应用,教育部科技进步一等奖,2010年,获奖人员:郑津洋,王新华,刘鹏飞,赵永志,叶晓茹,姜将,魏春华,张立芳,徐平,杨健,陈立新,吴庆锋,刘延雷,刘贤信,别海燕,叶建军。②发表论文92篇,其中58篇被SCI、EI收录(SCI收录30篇,EI收录28篇),近三年主要代表性论文如下(*为通讯作者):[1] Yongzhi Zhao, Gesi Liu, Yanlei Liu, Jinyang Zheng*, Youchuan Chen, Lei Zhao, Jinxing Guo, Yuntang He. Numerical study on fast filling of 70 MPa type III cylinder for hydrogen vehicle, International Journal of Hydrogen Energy, 2012, 37: 17517-17522.[2] Yongzhi Zhao, Yi Cheng*, Changning Wu, Yulong Ding, Yong Jin. Eulerian–Lagrangian simulation of distinct clustering phenomena and RTDs in riser and downer, Particuology, 2010, 8: 44-50.[3] Yongzhi Zhao*, Maoqiang Jiang, Yanlei Liu, Jinyang Zheng. Particle-scale simulation of the flow and heat transfer behaviors in fluidized bed with immersed tube, AIChE Journal, 2009, 55(12): 3109-3124.[4] Maoqiang Jiang, Yongzhi Zhao*, Gesi Liu, Jinyang Zheng. Enhancing mixing of particles by baffles in a rotating drum mixer, Particuology, 2011, 9: 270-278.[5] Youchuan Chen, Yongzhi Zhao*, Hongli Gao, Jinyang Zheng. Liquid bridge force between either two unequal-sized spheres or a sphere and a plane, Particuology, 2011, 9: 374-380.[6] Gesi Liu, Yongzhi Zhao*, Yanlei Liu, Jinyang Zheng, Shuiping Sheng, Shuxin Han. Numerical and experimental study of the explosions caused by residual pressure in quick actuating vessels, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2011, 24: 156-165.[7] Yongzhi Zhao, Yulong Ding, Changning Wu, Yi Cheng*. Numerical simulation of hydrodynamics in downers using a CFD-DEM coupled approach, Powder Technology, 2010, 199: 2-12.[8] Yan-Lei Liu, Yong-Zhi Zhao, Lei Zhao, Xiang Li, Hong-gang Chen, Li-Fang Zhang, Hui Zhao, Run-Hua Sheng, Tian Xie, Dong-Hao Hu, Jin-Yang Zheng*. Experimental studies on temperature rise within a hydrogen cylinder during refueling,International Journal of Hydrogen Energy, 2010, 35: 2627-2632.[9] Jinyang Zheng, Haiyan Bie, Ping Xu*, Pengfei Liu, Yongzhi Zhao, Honggang Chen, Xianxin Liu, Lei Zhao. Numerical simulation of high-pressure hydrogen jet flames during bonfire test, International Journal of Hydrogen Energy, 2012, 37: 783-790.[10] Zequn Cui, Yongzhi Zhao*, Youchuan Chen, Xiao Liu, Zhengli Hua, Chilou Zhou, Jinyang Zheng. Transition of Axial Segregation Patterns in a Long Rotating Drum, Particuology, 2013, in press.

浙江nature发表论文难度

中国“天才少年”曹原又发Nature了,这是他的第5篇,曾2次一天连发2篇Nature。2018年曹原曾一天连发2篇Nature,2020年5月7日,他再次一天连发2篇Nature,曹原因发现石墨烯超导角度,轰动国际学界,开辟了凝聚态物理研究的新领域,成为Nature杂志创刊149年来,以第一作者身份发表论文的最年轻中国学者。当年,《自然》发布的年度世界十大科学人物中,曹原位居榜首。在Nature发布文章为何难,下面具体分析:

一、《自然》上发表文章是非常光荣的。《自然》上的文章会经常会被引用。这有助于晋升、获得资助和获得其它主流媒体的关注。所以科学家们在《自然》或《科学》上发表文章的竞争非常激烈。与其它专业的科学杂志一样,在《自然》上发表的文章需要经过严格的同行评审。在发表前编辑选择其他在同一领域有威望的、与作者无关的科学家来检查和评判文章的内容是否正确有效。作者要对评审做出的提问与质疑给予处理,如更改文章内容,提供更多的试验结果,否则的话编辑可能拒绝该文章,从而不能发表。

二、科学的发展基本发端于西方。几百年来西方科学在全球也一直占据着主导地位。像《科学》、《自然》、《细胞》、《柳叶刀》等,全球有影响力的杂志期刊都在西方,而全球一流的科学家也都在西方,包括评判科学发展的评价体系也是由西方提出并打造出来的。科学是同行评价体系,如果一个顶尖的研究脱离了同行的评价体系,其成果和地位就很难在业界认可。 所以说,如果你能在nature上面发表文章的话,说明你在这一领域有非常深的认识,研究和了解,并且能够在这个领域创造属于自己的价值,推动这一领域的研究和发展。

三、要想在Nature 上发表文章,首先要对自己领域最近10年的文章进行分类。以氧化物燃料电池领域为例,在2002-2012年区间总共有8篇文章发表在这两个杂志上。如果你研究的小领域没有文章在NS或者Nature的子刊上,那说明杂志编辑认为你的领域不具有很广的关注度。同时,要分析是些什么样的突破发表在NS上。比如在这8篇文章,有6篇文章直接与燃料电池的阳极材料有关。这说明如果你能在阳极的研究中有所突破,存在在NS上发表的可能性。再进一步分析其细节,你会发现更多的规律。 当然,并不是说你知道这些趋势,你一定能够在这样上面有所突破,但是能够给你一个非常具有指引性的思路。

natureplants发表难度很难,发表需要大学教授级别的水平。natureplants是知名度很高的期刊,在natureplants上发表论文很难,论文水平需要很高才能通过审核并发表,而且基本上需要达到大学教授级别的水平。发表,汉语词语,拼音是:fābiǎo。表示思想、观点、文章和意见等东西通过报纸、书刊或者公众演讲等形式公之于众。

这是因为Nature上面要求的专业性比较高,而且一旦在上面发表过文章之后,就说明自己非常的有成就,同时这个专栏主要针对的就是一些西方的国家。

因为这样的平台是非常严格的,对于发布的文章会进行非常详细的鉴定,所以才说是非常难的。

大学发表nature论文

在《Nature》上发表一篇论文并没有相应的称号,不过也基本上属于大学教授级别(水平)。

《Nature》和《Science》属于顶尖科学杂志,按SCI影响因子算两杂志都有30多分,像中国博士毕业的要求只要在3分以上的杂志上发表一篇研究型文章就行。对比可知道这两本杂志的高度。

《Nature》和《Science》属于顶尖科学杂志,按SCI影响因子算两杂志都有30多分,像中国博士毕业的要求只要在3分以上的杂志上发表一篇研究型文章就行。对比可知道这两本杂志的高度。

介绍

在《自然》上发表文章是非常光荣的,《自然》上的文章会经常被引用。这有助于晋升、获得资助和获得其它主流媒体的注意。因此科学家们在《自然》或《科学》上发表文章的竞争很激烈。

与其它专业的科学杂志一样,在《自然》上发表的文章需要经过严格的同行评审。在发表前编辑选择其他在同一领域有威望的、但与作者无关的科学家来检查和评判文章的内容。作者要对评审做出的批评给予反应,比如更改文章内容,提供更多的试验结果,否则的话编辑可能拒绝该文章。

在《Nature》上发表一篇论文基本上属于大学教授级别(水平)。

《Nature》和《Science》属于顶尖科学杂志,按SCI影响因子算两杂志都有30多分。

《Nature》是世界上历史悠久的、最有名望的科学杂志之一,首版于1869年11月4日。与当今大多数科学论文杂志专一于一个特殊的领域不同,其是少数依然发表来自很多科学领域的一手研究论文的杂志(其它类似的杂志有《科学》和《美国科学院学报》等)。在许多科学研究领域中,很多最重要、最前沿的研究结果都是以短讯的形式发表在《自然》上。

【详细介绍】

《自然》是科学界普遍关注的、国际性、跨学科的周刊类科学杂志。2014年它的影响因子为41.456。

1869年约瑟夫·诺尔曼·洛克耶爵士建立了《自然》,洛克耶是一位天文学家和氦的发现者之一,他也是《自然》的第一位主编,直到1919年卸任。

《自然》每周刊载科学技术各个领域中具有独创性,重要性,以及跨学科的研究,同时也提供快速、权威、有见地的新闻,还有科学界和大众对于科技发展趋势的见解的专题。

《自然》的主要读者是从事研究工作的科学家,但杂志前部的文章概括使得一般公众也能理解杂志内最重要的文章。杂志开始部分的社论、新闻、专题文章报道科学家一般关心的事物,包括最新消息、研究资助、商业情况、科学道德和研究突破等栏目。杂志也介绍与科学研究有关的书籍和艺术。杂志的其余部分主要是研究论文,这些论文往往非常新颖,有很高的科技价值。

在《自然》上发表文章是非常光荣的,《自然》上的文章会经常被引用。这有助于晋升、获得资助和获得其它主流媒体的注意。因此科学家们在《自然》或《科学》上发表文章的竞争很激烈。与其它专业的科学杂志一样,在《自然》上发表的文章需要经过严格的同行评审。在发表前编辑选择其他在同一领域有威望的、但与作者无关的科学家来检查和评判文章的内容。作者要对评审做出的批评给予反应,比如更改文章内容,提供更多的试验结果,否则的话编辑可能拒绝该文章。

《自然》是一份在英国发表的周刊,其出版商为自然出版集团,这个集团属于麦克米伦出版有限公司,而它则属于格奥尔格·冯·霍茨布林克出版集团。《自然》在伦敦、纽约、旧金山、华盛顿哥伦比亚特区、东京、巴黎、慕尼黑和贝辛斯托克设有办公室。自然出版集团还出版其它专业杂志如《自然神经科学》、《自然生物学技术》、《自然方法》、《自然临床实践》、《自然结构和分子生物学》和《自然评论》系列等。

nature一作,优青起步,最高院士

哈工大大三发表nature论文

邢立达之前的科普是最好的一档无疑问,但是微博火起来后用流量网红的方法来营销人设的方式是绝对不可行的,这样就算吸引来了大量专注虚伪人设的脑残粉,但早已脱离了做科普,让人了解古生物学科乐趣的初衷。在科学与娱乐性的平衡上,邢立达绝对已经过度了。看看上面的回答吧,居然还有这么多北京地大的学生对所谓的100多篇sci,凭一己之力提升学校排名的粉圈神话津津乐道,引以为荣,对自己学校多年学科建设的努力和科研工作缺乏基本的认识。

行旅打船对撤回世界上最小恐龙的论文,我觉得也是很正常吧,毕竟科学家的话都是非常严谨的。科学本身就是要不断实践的过程。人家这样说也是很正常。

刑立达团队撤回《世界最小恐龙》论文是因为很多内容有争议,受到科学家研究者的评论,有可能会误导读者

首先明确一下这篇文章不是作者主动撤稿,是编辑撤稿。虽然撤稿声明的口吻像是作者主动撤稿,但是这篇文章是编辑撤的,这种写作方式只是一种格式(如果不信,去查查别的期刊,都是这么写。retraction watch的采访也表明邢立达等人不会撤稿)。邢立达也真是大佬,nature说发就发,说撤就撤,真是如此坦然,大家风范。以及下面那些粉丝评价也是挺无语,居然有人说嘤嘤嘤好棒,听起来怎么像是觉得被撤稿是个很光荣的事呢?那么什么样的文章才会撤稿呢?首先,期刊并不会频繁撤稿,因为这会降低期刊的声誉,对于小的错误,且不涉及造假的情况,期刊通常会发表勘误来对错误进行纠正。而如果是学术争论的话,可以发表经过同行评审的comments进行讨论。论文只有在错误严重到让人质疑研究的有效性时才会撤稿。通常,撤稿的文章具有以下两个特点:1.有明确证据显示研究发现不可靠。2.存在学术道德的问题,比如存在造假,侵占他人学术成果等现象的论文。由此可见,撤稿实际上是非常严重的事情,并且已有研究表明,撤稿会对作者的职业发展产生非常明显的负面影响【1.】。邢立达的文章是否符合上述两点?首先这项研究成果是不可靠的。三维模型在进行重新渲染以后,可以明显看到顶孔,翼骨齿,腭骨齿,侧生齿,无法找到方轭骨和眶前孔。即使不做系统发育分析,这样的特征组合也已经足够说明眼齿鸟属于鳞龙类,而不是主龙类(包括恐龙和鸟)了。其实作者们在文章中也指出了这个标本具有很多蜥蜴的特征,但是他们的操作令人费解,做系统发育分析的时候使用了只包含中生代鸟类的数据库。除了研究结果有严重错误以外,这篇文章是否造假?这里需要强调一点,古生物学的研究中,化石造假是最典型的造假手段,但不是唯一的手段。如果事先已经知道这是蜥蜴,甚至知道有另一件带有头后骨骼的标本,这篇文章的性质可就远远不止是学术错误那么简单。事实上,这篇文章去年9月份投的稿,1月份被接收,3月份发表出来,但是邢立达等人在去年11月份的曼谷琥珀大会上就已经知道了有更完整的标本,以及这个标本是蜥蜴,不是鸟(这件事情国外同行是有证据的,而且nature的编辑也为此承受了很多压力,甚至下班了半个月)。作者们完全可以主动撤稿,防止错误知识的传播,但他们没有那样做,而是坚持以错误的研究方法去证实错误的结论。这么做是处于何种居心,我也不好推测

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