B阅读与鉴赏 发展型学习任务
课外阅读
立德树人·科学探究精神
突破“指甲盖上站犀牛”高压强难题——
国产小型机器人实现万米深海漫步
①《科技日报》北京3月20日电 在地球最深处的马里亚纳海沟的万米深渊,压强相当于一个指甲盖上站了一头一吨重的犀牛,温度接近冰点。此前,能到达这里的深海机器人,多为重量达数吨的刚性体大型潜航器。如今,一台身长不到50厘米、体重仅1500克的“小精灵”来到这一曾经的小型机器人“禁区”,为深海探索带来更多可能性。
②这一能在万米深海实现多模态运动的小型深海可变形机器人由北京航空航天大学机械工程及自动化学院研究团队联合中国科学院深海科学与工程研究所、浙江大学历时6年共同研发。研究团队从蝙蝠鱼的运动模式中汲取灵感,设计出能够游动、滑翔、爬行的多模态机器人。
③“10000米深海压强对于小机器人来说,相当于压了一座小型冰山。”研究团队负责人说,在深海的高压下,柔性驱动器材料的模量增加,会导致驱动幅值与速度的衰减,削弱机器人的运行性能。为了克服这一挑战,研究团队设计出了全新的深海驱动装置,利用双稳态手性超材料结构在两个稳态之间切换时的快速突跳,实现高效驱动。该装置巧妙地将深海高压对软材料的负面影响转化为提升机器人驱动性能的助力,克服了以往柔性材料驱动器在深海环境下性能衰减的困难。
④同时,面对深海2℃—4℃的低温环境,研究团队巧妙利用在低温环境下可实现高频循环主动变形的形状记忆合金进行拮抗驱动。利用形状记忆合金的形状记忆效应,科研人员通过周期性电流加热,使一对形状记忆合金弹簧主动交替收缩,驱动手性超材料单元的双稳态突跳切换,实现驱动器的快速循环摆动。随后,他们通过有限元仿真、实验室环境测试及高压罐实验等方法,系统优化了驱动器关键结构参数,最终实现了静水压力对驱动性能的正向强化,显著提升了驱动器的摆动速度与幅值。
⑤目前,该团队正朝着“深海柔性机器人+AI”的研究方向努力,并将致力于聚焦提升深海小型机器人的续航能力和运动效率,实现更大范围的深海探测和监测,为海洋资源开发、考古发掘、环境监测等提供方案。正如团队成员、北航机械工程及自动化学院博士研究生左宗灏所说:“深海科研的魅力在于未知带来的挑战,每次下潜的机会都弥足珍贵,但永远相信只要敢迈步,海底也会有光。”
(选自《科技日报》2025年3月21日,有删改)
3.根据原文内容,下列推断不正确的一项是(
A.该小型深海机器人的成功研发,打破了此前大型刚性体潜航器在万米深海探索中的垄断局面。
B.双稳态手性超材料结构的创新应用,为其他深海装备应对高压环境提供了新思路。
C.随着续航能力和运动效率的提升,该机器人未来可广泛应用于海洋资源开发、考古发掘等领域。
D.深海科研的未知性带来了诸多挑战,这使得所有深海探测任务都无法顺利完成。
4.第③④段属于消息的哪一部分?请简要概括其内容。
5.新闻有时会采用复合型标题,引题和正题互相配合,能更高效地传递信息。请结合新闻内容,简要分析引题“突破‘指甲盖上站犀牛’高压强难题”的妙处。
6.结合全文,说说该小型深海机器人的研发成功具有哪些重要意义。
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立德树人·科学探究精神
突破“指甲盖上站犀牛”高压强难题——
国产小型机器人实现万米深海漫步
①《科技日报》北京3月20日电 在地球最深处的马里亚纳海沟的万米深渊,压强相当于一个指甲盖上站了一头一吨重的犀牛,温度接近冰点。此前,能到达这里的深海机器人,多为重量达数吨的刚性体大型潜航器。如今,一台身长不到50厘米、体重仅1500克的“小精灵”来到这一曾经的小型机器人“禁区”,为深海探索带来更多可能性。
②这一能在万米深海实现多模态运动的小型深海可变形机器人由北京航空航天大学机械工程及自动化学院研究团队联合中国科学院深海科学与工程研究所、浙江大学历时6年共同研发。研究团队从蝙蝠鱼的运动模式中汲取灵感,设计出能够游动、滑翔、爬行的多模态机器人。
③“10000米深海压强对于小机器人来说,相当于压了一座小型冰山。”研究团队负责人说,在深海的高压下,柔性驱动器材料的模量增加,会导致驱动幅值与速度的衰减,削弱机器人的运行性能。为了克服这一挑战,研究团队设计出了全新的深海驱动装置,利用双稳态手性超材料结构在两个稳态之间切换时的快速突跳,实现高效驱动。该装置巧妙地将深海高压对软材料的负面影响转化为提升机器人驱动性能的助力,克服了以往柔性材料驱动器在深海环境下性能衰减的困难。
④同时,面对深海2℃—4℃的低温环境,研究团队巧妙利用在低温环境下可实现高频循环主动变形的形状记忆合金进行拮抗驱动。利用形状记忆合金的形状记忆效应,科研人员通过周期性电流加热,使一对形状记忆合金弹簧主动交替收缩,驱动手性超材料单元的双稳态突跳切换,实现驱动器的快速循环摆动。随后,他们通过有限元仿真、实验室环境测试及高压罐实验等方法,系统优化了驱动器关键结构参数,最终实现了静水压力对驱动性能的正向强化,显著提升了驱动器的摆动速度与幅值。
⑤目前,该团队正朝着“深海柔性机器人+AI”的研究方向努力,并将致力于聚焦提升深海小型机器人的续航能力和运动效率,实现更大范围的深海探测和监测,为海洋资源开发、考古发掘、环境监测等提供方案。正如团队成员、北航机械工程及自动化学院博士研究生左宗灏所说:“深海科研的魅力在于未知带来的挑战,每次下潜的机会都弥足珍贵,但永远相信只要敢迈步,海底也会有光。”
(选自《科技日报》2025年3月21日,有删改)
3.根据原文内容,下列推断不正确的一项是(
D
)A.该小型深海机器人的成功研发,打破了此前大型刚性体潜航器在万米深海探索中的垄断局面。
B.双稳态手性超材料结构的创新应用,为其他深海装备应对高压环境提供了新思路。
C.随着续航能力和运动效率的提升,该机器人未来可广泛应用于海洋资源开发、考古发掘等领域。
D.深海科研的未知性带来了诸多挑战,这使得所有深海探测任务都无法顺利完成。
4.第③④段属于消息的哪一部分?请简要概括其内容。
5.新闻有时会采用复合型标题,引题和正题互相配合,能更高效地传递信息。请结合新闻内容,简要分析引题“突破‘指甲盖上站犀牛’高压强难题”的妙处。
6.结合全文,说说该小型深海机器人的研发成功具有哪些重要意义。
答案
3.D
4.属于消息的主体部分。这两段分别介绍了小型机器人在万米深海面临的高压和低温挑战,以及相关技术突破的内容。
5.①运用比喻修辞,生动通俗:将万米深海高压强具象化为“指甲盖上站犀牛”,把抽象的物理概念转化为读者易感知的生活场景,降低理解难度,让极端深海环境的艰巨性更直观可感;②直接点明核心突破:精准聚焦“高压强难题”这一技术核心,清晰地告知读者该新闻的核心亮点是突破了深海探测的关键技术障碍,凸显成果的突破性;③引出正题,形成呼应:引题交代了“突破难题”的背景,为正题“国产小型机器人实现万米深海漫步”作铺垫,让读者快速把握事件的逻辑关系——正是突破了高压难题,小型机器人才能实现万米深海探索;④吸引读者阅读兴趣:“突破”一词体现成就感,奇特的比喻自带吸引力,能激发读者对“如何突破”“突破后的意义”等内容的阅读兴趣。(答出三点,意思对即可)
6.①技术意义:突破小型机器人万米深海探测的技术禁区,创新深海驱动和低温适应技术,为相关领域技术研发提供新思路;②应用意义:未来可提升深海探测监测范围,为海洋资源开发、考古发掘、环境监测等提供技术方案;③科研意义:推动“深海柔性机器人+AI”研究方向发展,激发深海科研的探索热情,助力人类探索深海未知领域。(答出三点,意思对即可)
4.属于消息的主体部分。这两段分别介绍了小型机器人在万米深海面临的高压和低温挑战,以及相关技术突破的内容。
5.①运用比喻修辞,生动通俗:将万米深海高压强具象化为“指甲盖上站犀牛”,把抽象的物理概念转化为读者易感知的生活场景,降低理解难度,让极端深海环境的艰巨性更直观可感;②直接点明核心突破:精准聚焦“高压强难题”这一技术核心,清晰地告知读者该新闻的核心亮点是突破了深海探测的关键技术障碍,凸显成果的突破性;③引出正题,形成呼应:引题交代了“突破难题”的背景,为正题“国产小型机器人实现万米深海漫步”作铺垫,让读者快速把握事件的逻辑关系——正是突破了高压难题,小型机器人才能实现万米深海探索;④吸引读者阅读兴趣:“突破”一词体现成就感,奇特的比喻自带吸引力,能激发读者对“如何突破”“突破后的意义”等内容的阅读兴趣。(答出三点,意思对即可)
6.①技术意义:突破小型机器人万米深海探测的技术禁区,创新深海驱动和低温适应技术,为相关领域技术研发提供新思路;②应用意义:未来可提升深海探测监测范围,为海洋资源开发、考古发掘、环境监测等提供技术方案;③科研意义:推动“深海柔性机器人+AI”研究方向发展,激发深海科研的探索热情,助力人类探索深海未知领域。(答出三点,意思对即可)
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