活性物质研究
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天宫迎来小鼠“乘客”
Ke Ji Ri Bao· 2025-11-03 02:55
记者从中国科学院空间应用工程与技术中心获悉,由中国科学院牵头负责的空间应用系统31日随神 舟二十一号载人飞船,上行了生命科学、流体科学、材料科学等领域的6项科学实验,上行样品及装置 包括小鼠、锂离子电池等,总重量63.2公斤。这也是小鼠首次登陆中国空间站。 小鼠是生命科学研究的重要哺乳类模式动物,与人类基因同源性高、体型小、繁殖周期短且易于进 行基因编辑,是开展生命体空间生理、病理及生长发育和繁衍研究的理想对象,对于人类未来长期太空 生存和繁衍、惠及地球人类健康意义重大。 活性物质广泛存在于自然界与人工系统中,由能够持续消耗内部或环境能量以实现自驱动的基本单 元构成。研究此类物质的集群动力学,对于揭示群体智能的涌现机制、设计新型智能材料以及开发微纳 机器人具有重要的科学与应用价值。 由上海交通大学牵头的"微重力环境下活性胶体的结构与动力学研究"项目,将在不同驱动力强度与 颗粒浓度条件下,系统研究活性胶体的集群结构与动力学行为,揭示活性胶体粒子的个体运动特征与集 体演化规律,阐明其在微重力环境下的驱动机制、相互作用与自组织原理。研究成果有望为微纳机器人 三维集群控制、新型智能响应与自修复材料的设计提供理论依据与 ...
微型机器人能用声波自组成智能集群
Ke Ji Ri Bao· 2025-08-14 00:02
受蝙蝠、鲸鱼等生物利用声波交流导航的启发,美国宾夕法尼亚州立大学与德国慕尼黑大学科学家联 手,在12日出版的《物理评论X》杂志上发表重要研究成果:配备简易声学设备的个体微型机器人,能 通过声波协调形成具有环境适应能力的智能集群,其自组织行为堪比鸟群或鱼群。 研究团队首次证实声波可作为微型机器人的控制媒介。这些理论模型中的机器人仅配备微型麦克风、扬 声器、振荡器和电机等基础元件,却展现出惊人的群体智慧。每个个体都会自动将振荡器频率与群体声 场同步,并向最强声源靠拢。 研究团队从未预料到如此简单的设计能产生这般精妙的集体行为。相较于活性物质依赖化学信号的传统 控制方式,声波通信具有显著优势:传播更快更远、能量损耗极低,且系统设计更为简洁。 虽然当前研究仍停留在计算机模拟阶段,但研究团队确信,任何遵循该设计的实体机器人群体都将呈现 相同的智能特征。这种声控微型机器人集群能在狭小空间灵活导航、形态受损后可自主重组,且具备环 境集体感知功能。 这些特性使机器人集群能在灾后环境勘探、污染物清理、靶向药物输送,以及环境监测等多个应用场景 中大显身手。而且,即使个别机器人损坏,集群仍能保持整体功能,这种自我修复特性对传感器网 ...