本期前沿洞察為大家帶來這些技術：會走鋼絲的機器人，走路飛行自由切換；一種新型玻璃，有望讓手機告別碎屏！；基於增強現實和腦機介面的機械臂控制系統……

一起來看看吧：

會走鋼絲的機器人，走路飛行自由切換

LEONARDO（簡稱LEO）是一款飛行機器人，它結合了雙足行走與飛行兩種運動姿態，雖然其外形看起來有點“簡單”且行動起來有點“滑稽”，但是其具有異常的靈活性，能夠進行復雜的運動。

該機器人由美國加州理工學院自主系統和技術中心（CAST）的一個團隊開發，並登上了2021年10月的 《Science Robotics》封面照。

LEO 的重量為 2.58 公斤，行走時的整體高度為 75 釐米。它主要由軀幹、螺旋槳推進系統和兩條帶尖腳跟的腿三部分組成。

為了使其足夠輕量化，LEO 的腿部結構採用碳纖維管和 3D 列印碳纖維增強尼龍關節來支撐滾珠軸承。它的兩條腿是對稱的，每條腿都有 3 個伺服電機，一個位於骨盆處，另外兩個位於髖部的前後，三個伺服電機共同控制腿部的運動。

LEO 的肩部安裝有 4 個對稱放置的螺旋槳，用來穩定和控制行走和飛行動作。“高跟鞋”的設計可儘可能減少面積和重量，同時在站立不動的時候保持穩定。

LEO 可以透過其機載計算機和感測器套件完全自主執行，根據需要穿越的障礙物型別，它可以選擇使用步行或飛行，或根據需要將兩者混合使用。

LEO靠雙腿和螺旋槳的配合運動，實驗中他站在撒上油的易滑平面也能保持穩定。同時，它還具有極高的抗干擾能力，在 3.8 m/s 的風速下也能保持穩定。

目前，LEO身上背的電池能維持它進行100秒飛行或3.5分鐘行走。

該專案的最終目的是從動力學和控制的角度研究步行和飛行的交叉點，並“賦予前所未有的步行能力並解決混合運動帶來的問題”。

一種新型玻璃，有望讓手機告別碎屏！

手機碎屏險越來越普及，那是因為我們的手機太容易摔了啊！有沒有一種摔不碎、效能還很好的手機螢幕呢？

近日，來自澳大利亞昆士蘭大學、英國劍橋大學、利茲大學的研究團隊及其合作者，聯合制備了一種基於金屬有機框架（MOF）玻璃和全無機鈣鈦礦複合材料。這種材料不僅可以為手機等電子產品提供令人驚歎的畫質，而且具有非常高的強度。

對於這種複合材料，研究人員表示：“我們不僅可以使這些奈米晶體更加堅固，而且我們可以調整它們的光電子特性，具有出色的光發射效率和非常理想的白光 LED。這一發現為能源轉換和催化新一代奈米晶體玻璃複合材料開闢了新的道路。”

在實驗中，研究人員透過微觀測量驗證了鹵化鉛鈣鈦礦奈米晶作為發光源的可行性。

除此之外，該複合材料具有更長的壽命，研究人員在不同的環境中對該複合材料進行了評估。

它在水中浸泡 10000 小時、在環境條件下儲存 650 天、溫和加熱和連續鐳射激發＞500 s 後，仍保持 80% 的光致發光，具有良好的應用前景。

以上這些特性，加上高可加工性，使這些單片材料成為降檔白光 LED 的理想候選材料。

可以說，這種新型的可加工複合材料在水、有機溶劑、熱、光、空氣、環境溼度下具有很高的穩定性，在 LHP 的應用領域取得了突破性的進展。

相信在不久的將來，這些材料可以大大降低我們的手機螢幕摔碎的風險，也可以為我們帶來更極致的視覺體驗。

基於增強現實和腦機介面的機械臂控制系統

對於有身體殘疾或運動障礙的人來說，日常生活中很多簡單的事對他們都是困難的。機器人技術的發展，能一定程度上幫助他們改善這一狀況。

河北工業大學等科研院所的學者們開發了一種基於增強現實（AR）和腦機介面技術的機械臂控制系統。在系統切換到工作狀態後，使用者只需選擇想要執行的動作命令，系統就會將這些命令傳輸到他們所佩戴的機械臂上。一旦任務完成，系統將自動返回空閒狀態。

研究人員表示：“我們系統的一個獨特之處是成功集成了AR-BCI、非同步控制和用於資料處理的自適應刺激時間調整方法。與傳統的BCI系統相比，我們的系統也更加靈活且易於控制。”

該系統的自適應特性使其可以根據使用者使用機械臂時的狀態靈活調整呈現給使用者的AR內容的持續時間。這可以顯著減少因看螢幕或數字內容而引起的疲勞。此外，與傳統的BCI相比，該團隊的增強現實系統減少了對使用者身體活動的限制，使他們能夠更輕鬆地操作機器人手臂。

最值得注意的是，研究人員發現他們的系統允許使用者使用機械臂執行他們想要的動作，準確率達到94.97%。此外，測試其系統的十名使用者能夠在平均2.04秒的時間內為機械臂選擇單個命令。

未來，研究人員提出的方法可以幫助提高現有和新開發的機械臂的效能。這可以促進這些系統在醫療保健機構和老年護理機構中的實施，使患者能夠獨立參與他們的一些日常活動，從而提高他們的生活質量。