陜西遭遇60年一遇的極端特大干旱
全國多地出現極端大風天氣,50年樹齡的老樹都被連根拔起
北方多地在冰雹突襲后,氣溫突破五月歷史最高記錄,河南部分站點地表溫度甚至高達70℃。
今年以來,極端天氣在我國多地肆虐,而縱觀全球,亦是極端天氣事件頻頻發生。
這些異常現象不禁讓人追問:地球氣候系統究竟發生了什么?
眾多研究表明,森林面積的急劇減少可能是氣候變化的重要誘因之一。以今年為例,美國新澤西州南部的野火在短短三天內燒毀超過12,500英畝森林,韓國慶尚道發生的大型山林火災,更是燒毀3.6萬公頃山林。
森林,尤其是樹冠層,堪稱環境保衛戰里的“掃地僧”,是地球生態系統的關鍵組成部分,其不僅是地球的天然空調,調節著區域氣候,更蘊藏著豐富的生物,是維持生物多樣性的重要場所。
然而,由于樹冠位置較高,一直以來,科學家對其進行研究困難重重,可謂“難于上青天”。
針對這一難題,蘇黎世聯邦理工學院的研究團隊創新性地開發出Monkee攀爬機器人,為樹冠研究提供了全新解決方案。
初見Monkee,人們或許會心生疑惑:這個看似簡單的裝置,究竟如何實現爬樹?又能否在攀爬過程中保持穩定?
但其實Monkee有著獨特的結構設計。除了兩條類似猴子手臂的靈活機械臂,它還配備了三個神奇的粘附點。這些粘附點如同第三只 “手”,是機器人穩穩 “抱住” 大樹的關鍵。
無論樹干是筆直挺拔,還是彎曲盤繞,表面是粗糙的樹皮,亦或是相對光滑的區域,Monkee都能憑借這些粘附點輕松應對。而更令人意想不到的是,這一秘密武器的核心竟然是螺絲。
螺絲實現爬樹功能需要經過兩個關鍵步驟。
首先,為確保螺絲能精準接觸樹皮,研發團隊在粘合劑中加入接觸傳感器,賦予Monkee “指尖神經”。這樣一來,機器人能夠瞬間感知螺絲與樹皮是否接觸,若未碰到,便會自動調整位置,直至牢牢固定。
“找到” 樹皮后,螺絲還要確保機器人能 “抓住” 樹干。不同于普通粘附方式,螺絲憑借其特性,無論樹干粗細、曲直,都能緊緊 “咬住”。而且,由于樹皮屬于死物質,螺絲僅擰進樹皮7毫米,只要樹皮厚度足夠,這種固定方式并不會對樹木造成傷害。
或許有人會擔心,螺絲擰入如此淺,機器人會不會掉落?
事實上,Monkee 的末端執行器能夠承受高達 10Nm 的扭矩。為了便于理解,打個比方:這就如同用手握住一根1米長的棍子,棍子末端懸掛著1公斤的重物,手依然能夠保持穩定不晃動,足見Monkee“手勁” 之強。
同時,Monkee也是一個“多功能選手”。作為集成的模塊化平臺,它就像手機的應用商店,具備高度的靈活性和擴展性。裝上CO?測量儀便可進行大氣監測;配上樣品收集器,便可采摘樹葉、果實,獲取植物樣本;部署上傳感器,則可實時記錄環境數據。這種靈活性大大提升了野外研究的效率和精度。
當然,Monkee的意義遠不止于爬樹。在過去,科學家采集樹冠數據,要么親自冒險爬樹,要么使用笨重的設備,不僅效率低下,還容易對樹木造成損傷。如今,Monkee不僅解決了傳統研究方法的局限性,更為生態監測、生物多樣性保護等領域提供了可靠的技術支持。
隨著應用的深入,這項技術或將為應對氣候變化、保護森林生態系統作出重要貢獻,其未來發展值得期待。
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