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防跌倒鞋垫、仿生3D打印……南航学生带来“黑科技”盛宴

2019年11月01日 16:59:13 来源: 新华网

    新华网南京11月1日电(庞雪汀)老年人易跌倒预警智能鞋、基于仿生的新概念载人登月着陆器……11月1日,南航第八届“天宫杯”研究生创新实验竞赛举行,60余项年度最新的该校研究生创新作品将角逐总额逾10万的奖金。

    这款智能鞋,让你不再害怕长辈摔倒

    担心老人一个人在家不慎跌倒?这款名为“基于LSTM的步态识别老年人易跌倒预警智能鞋”的创新发明可以帮到你!“我们在鞋垫中内置监测足底8个点位的压力传感器,以及惯性陀螺仪。一旦鞋垫发生倾斜等状况,数据就会实时通过芯片将数据传输到配套的APP上,并发出警报、发送摔跤地点定位,让老人的子女、家人可以及时了解到老人摔倒的情况,从而立刻采取救护措施。”项目组成员、航天学院2019级硕士生张浩然说。

基于LSTM的步态识别老年人易跌倒预警智能鞋

 

与智能鞋绑定的APP

    据介绍,项目团队以无线微控制器为硬件核心,设计了一种小型步态数据采集系统,实现了对足底压力和足部运动加速度、角速度的采集。“这款鞋是专门为老年人设计的,有了这样的一双鞋,子女不用再担心老人在家中摔倒。我们还设计了预警功能,如果老人行走在比较颠簸、易摔倒的路段,APP也会发出跌倒前的预警。”张浩然说。

    这种3D打印术,让自然界的“完美结构”为人类所用

    柚子能够承受从10米高空坠落的冲击力,原因是柚子皮的多孔结构能够充分消散这种冲击力,并且具有优异的隔热性能;龙虾眼作为一种典型的反射型复眼,对光线有优异的汇聚作用……南航材料科学与技术学院的研究生们开发的“仿生结构功能性构建激光3D打印”技术,通过增材制造逐点扫描、逐层累加的局部扫描成形特性,精准调控激光加工各项工艺参数,3D打印出柚子皮、龙虾眼、皮皮虾尾节等复杂的仿生结构,让这些结构能运用到工业设计当中。

 

现场展示的3D打印模型

    “大自然中的一些生物结构,其实能够被我们运用到工业设计当中。就拿柚子皮的多孔结构来说,它可以有效地实现防热功能、隔热功能,非常适合运用到航天器外层材料结构中。”项目组成员,18级博士生郭朦说。

    这项构想,也许能让载人登月着陆器“像猫一样行走”

    来自航天学院的一群研究生将目光投向“登月”这个宏大的主题,试图对载人登月着陆器的结构进行改良。项目组成员、航天学院17级硕士生袁英男表示,项目组成员是从猫的跳跃形态中得到了启发,试图模拟一种基于仿生的先进载人登月新概念着陆缓冲技术。

 

基于仿生的先进载人登月新概念着陆器设计图

    “目前的登月着陆器,因着陆后的压溃冲击,难于在月球上行走。我们就是在探究一种能让登月着陆器在月球上行走的更优结构。”袁英男说,“猫这种动物很轻,但却可以做到从高处跳落依然存活,这与它们的身体结构有关。我们通过对猫腿、柔性后背的仿生,试图研制出一种新型着陆缓冲结构。”

    据悉,南航第八届“天宫杯”研究生创新实验竞赛共有63支创新队伍参赛,参赛项目涵盖航空航天、自动化控制、信息通信、材料化工、艺术创作等多个领域,涌现了众多充满想象力和极具创新性的创新作品。经过一年时间的精心培育,本次竞赛中4个培育项目的相关成果在前期已获得了第五届研究生未来飞行器创新大赛一等奖等省部级嘉奖。

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【纠错】 [责任编辑: 汤静怡 ]
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