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防跌倒鞋墊、倣生3D打印……南航學生帶來“黑科技”盛宴

2019年11月01日 16:59:13 來源: 新華網

    新華網南京11月1日電(龐雪汀)老年人易跌倒預警智能鞋、基于倣生的新概念載人登月著陸器……11月1日,南航第八屆“天宮杯”研究生創新實驗競賽舉行,60余項年度最新的該校研究生創新作品將角逐總額逾10萬的獎金。

    這款智能鞋,讓你不再害怕長輩摔倒

    擔心老人一個人在家不慎跌倒?這款名為“基于LSTM的步態識別老年人易跌倒預警智能鞋”的創新發明可以幫到你!“我們在鞋墊中內置監測足底8個點位的壓力傳感器,以及慣性陀螺儀。一旦鞋墊發生傾斜等狀況,數據就會實時通過芯片將數據傳輸到配套的APP上,並發出警報、發送摔跤地點定位,讓老人的子女、家人可以及時了解到老人摔倒的情況,從而立刻採取救護措施。”項目組成員、航天學院2019級碩士生張浩然説。

基于LSTM的步態識別老年人易跌倒預警智能鞋

 

與智能鞋綁定的APP

    據介紹,項目團隊以無線微控制器為硬件核心,設計了一種小型步態數據採集係統,實現了對足底壓力和足部運動加速度、角速度的採集。“這款鞋是專門為老年人設計的,有了這樣的一雙鞋,子女不用再擔心老人在家中摔倒。我們還設計了預警功能,如果老人行走在比較顛簸、易摔倒的路段,APP也會發出跌倒前的預警。”張浩然説。

    這種3D打印術,讓自然界的“完美結構”為人類所用

    柚子能夠承受從10米高空墜落的衝擊力,原因是柚子皮的多孔結構能夠充分消散這種衝擊力,並且具有優異的隔熱性能;龍蝦眼作為一種典型的反射型復眼,對光線有優異的匯聚作用……南航材料科學與技術學院的研究生們開發的“倣生結構功能性構建激光3D打印”技術,通過增材制造逐點掃描、逐層累加的局部掃描成形特性,精準調控激光加工各項工藝參數,3D打印出柚子皮、龍蝦眼、皮皮蝦尾節等復雜的倣生結構,讓這些結構能運用到工業設計當中。

 

現場展示的3D打印模型

    “大自然中的一些生物結構,其實能夠被我們運用到工業設計當中。就拿柚子皮的多孔結構來説,它可以有效地實現防熱功能、隔熱功能,非常適合運用到航天器外層材料結構中。”項目組成員,18級博士生郭朦説。

    這項構想,也許能讓載人登月著陸器“像貓一樣行走”

    來自航天學院的一群研究生將目光投向“登月”這個宏大的主題,試圖對載人登月著陸器的結構進行改良。項目組成員、航天學院17級碩士生袁英男表示,項目組成員是從貓的跳躍形態中得到了啟發,試圖模擬一種基于倣生的先進載人登月新概念著陸緩衝技術。

 

基于倣生的先進載人登月新概念著陸器設計圖

    “目前的登月著陸器,因著陸後的壓潰衝擊,難于在月球上行走。我們就是在探究一種能讓登月著陸器在月球上行走的更優結構。”袁英男説,“貓這種動物很輕,但卻可以做到從高處跳落依然存活,這與它們的身體結構有關。我們通過對貓腿、柔性後背的倣生,試圖研制出一種新型著陸緩衝結構。”

    據悉,南航第八屆“天宮杯”研究生創新實驗競賽共有63支創新隊伍參賽,參賽項目涵蓋航空航天、自動化控制、信息通信、材料化工、藝術創作等多個領域,涌現了眾多充滿想象力和極具創新性的創新作品。經過一年時間的精心培育,本次競賽中4個培育項目的相關成果在前期已獲得了第五屆研究生未來飛行器創新大賽一等獎等省部級嘉獎。

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【糾錯】 [責任編輯: 湯靜怡 ]
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