前沿科技：空间机器人、伤口监测与柔性指尖的创新突破

# 前沿科技：空间机器人、伤口监测与柔性指尖的创新突破 ## 1. 空间机器人构型优化助力卫星捕获 空间机器人在卫星捕获任务中，其构型优化至关重要。一种构型优化策略旨在优化捕获卫星前的操作构型，以提高捕获成功率。 ### 1.1 关键方法与优势 - **可到达末端位姿与构型集映射方法**：该方法可离线计算，提高任务执行时的计算效率。 - **基于最优平均机动性的优化操作构型方案**：能在调整过程中优化机械臂的操作构型，增强空间机器人在捕获过程中的自适应能力。 ### 1.2 验证结果 通过数值模拟，验证了该构型优化策略在卫星捕获任务中的可行性和有效性。 ## 2. 基于激光诱导石墨烯的多功能伤口监测传感器 慢性伤口监测对于促进治疗和缩短治疗周期意义重大，但开发高灵敏度的多功能伤口监测传感器是一项挑战。 ### 2.1 传感器设计与原理 - **制备多孔石墨烯**：在聚酰亚胺薄膜表面用激光诱导石墨烯法制备多孔石墨烯，再转移到聚二甲基硅氧烷表面。拉伸变形时，多孔石墨烯表面形成大量间隙裂纹，可监测伤口拉伸情况并发出预警。 - **监测温度**：用电化学工作站在激光诱导石墨烯表面电镀一层金属铜，利用其电阻 - 温度特性确定伤口温度变化。通过软硬结合的结构设计，隔离应变对温度传感器的干扰，使pH传感器测量更准确。 - **监测pH值**：基于聚苯胺的电化学性质监测伤口pH值，并研究不同电聚合条件对pH传感器性能的影响。 ### 2.2 传感器性能测试 #### 2.2.1 柔性应变传感器 - **制备过程**：激光扫描产生多孔石墨烯，转移到PDMS上，连接并封装导线。 - **性能特点**： - **高灵敏度**：应变范围0 - 25%时，应变传感器灵敏度GF为164.80；25 - 38%时，GF为504.20。 - **良好线性度**：整体线性度约92%，0 - 25%区域线性度为97.27%，25 - 38%区域线性度为99.5%。 - **低检测极限**：最小检测极限为0.3%应变。 - **角度敏感性**：对角度变化敏感，角度变化初期电流变化明显，随角度弯曲增加电流变化逐渐减小。 - **稳定重复性**：在较大应变（25%）下有良好重复性。 |应变范围|灵敏度GF|线性度| | ---- | ---- | ---- | |0 - 25%|164.80|97.27%| |25 - 38%|504.20|99.5%| #### 2.2.2 柔性pH传感器 - **结构组成**：由A