伺服系统是机器人技术的首选技术，伺服系统在操作机器人周围的支持设备以装卸零件和产品方面发挥着重要作用。工业自动化设备的术语“运动控制”通常用于使用电动伺服电机、驱动器和控制器来操作机器人运动的各个轴。然而，伺服系统也是监控、计算和控制输送机、夹持器和其他搬运设备活动的基础。 伺服电机将电能转换为精确控制的运动。这些电机由控制器控制的驱动器操作。这些功能中的每一个都可以使用单个设备执行（图 1），有时也可以组合使用。设计人员必须确定以下应用要求： 速度和加速/减速 定位精度和速度 相关轴数 强制 占空比 更高级别的自动化和集成 用户有几种自动化选择。他

NASA Langley 开发了一种利用热释电装置收集电能的技术，该装置在循环加热时产生电压。该装置由夹在两个电极之间的热释电材料、一个用于收集热产生电压的电路和一个储能单元组成。 该技术旨在为航天器提供小型、可再生和便携式电源。由于它的工作原理是将环境废热转化为电能以供操作电子设备使用，因此它还可用于地面应用，例如为机动车辆中的电子设备供电，以及用于经历热循环的物联网 (IOT) 应用的无线传感器网络，在其他应用程序中。 该技术将通过收集目前作为废热损失的能量来更有效地利用太阳能和热能生产。它已被证明可以产生毫瓦级的电力，需要进一步开发以最大限度地提高发电量。 NASA 正在积极寻求被

昆虫在飞行中可以非常杂技和弹性。这些特征帮助他们驾驭空中世界，伴随着阵风、障碍和普遍的不确定性。研究人员已经开发出具有类似灵巧性和弹性的昆虫大小的无人机。空中机器人由一种新型软致动器提供动力，使它们能够承受现实世界飞行的物理痛苦。机器人有一天可以通过为农作物授粉或在狭窄空间进行机械检查来帮助人类。 通常，无人机需要广阔的空间，因为它们既不够灵活，无法在狭窄的空间中航行，也不够坚固，无法承受人群中的碰撞。非常小的无人机需要与大型无人机完全不同的结构。大型无人机通常由电机提供动力，随着尺寸的缩小，电机会降低效率。对于昆虫大小的无人机，替代方案是使用由压电陶瓷材料制成的小型刚性致动器。虽然压电陶瓷

自动化可以快速生产大量产品，但确保最终零件质量是一项关键挑战。目测、手动或定期采样方法可能不精确、速度慢或来得太晚，一旦发生制造错误就无法及时触发生产线停止，从而导致高比例的废弃零件。 一家电子连接器制造商正在寻找一种自动化解决方案，以便直接在生产线上对其 100% 的产品进行有效检测。有问题的零件由一个小底板组成，上面安装了大量金属销，然后用塑料包覆成型。如果金属销在制造或后续成型过程中以任何方式变形或移出位置，当前的生产设备在零件进入自动插入机之前无法检测到这一点。问题不在于低成本连接器本身——而是有缺陷的连接器与另一个连接器的潜在耦合，甚至是卡住的高速机器和整个生产线停机。如果一个零件

使用先进的机器学习，无人机可用于探测冲突后国家偏远地区的危险“蝴蝶”地雷。研究人员此前开发了一种方法，可以使用配备红外摄像机的低成本商用无人机高精度检测蝴蝶地雷。新的研究重点是使用卷积神经网络自动检测地雷，这是遥感领域目标检测和分类的标准机器学习方法。 之前的工作依赖于数据集的人眼扫描。快速无人机辅助测绘和可散布雷场的自动检测将有助于解决在最近的武装冲突中广泛使用小型散布地雷的致命遗留问题，并允许开发功能框架以有效解决其未来可能的使用问题。 据估计，世界上至少有 1 亿件大小、形状和组成各异的军用弹药和爆炸装置。其中数百万是带有低压触发器的地表塑料地雷，例如大规模生产的蝴蝶地雷。这些地雷因

一种新算法显着加快了机器人通过将物体推向静止表面来调整其对物体的抓握所需的规划过程。传统算法需要数十分钟来规划一系列动作，而新方法将这个预先规划过程缩短到不到一秒。这种更快的规划过程将使机器人，特别是在工业环境中，能够快速找出如何推动、滑动或以其他方式使用其环境中的特征来重新定位他们掌握的物体。这种灵活的操作对于任何涉及拣选和分拣，甚至是复杂的工具使用的任务都很有用。 现有算法通常需要数小时来为机器人抓取器预先计划一系列运动，主要是因为对于它所考虑的每个运动，算法必须首先计算该运动是否满足许多物理定律，例如牛顿运动定律和库仑定律描述物体之间的摩擦力。在决定机器人的手应该如何移动之前解决这些操

过去 50 年来对大气事件（如对流风暴、龙卷风、剪切引起的湍流、微爆、声重力波和飓风）的声学研究表明，这些事件是次声的强发射器。目前预测近期天气现象的方法是基于电磁（EM）的雷达和无线电探空仪的数据。 雷达是一种范围有限的有源遥感器，雷达波束有可能超过中气旋环流。由于雷达组正上方的锥形区域，也有可能无法检测到中气旋环流。 无线电探空仪每天从世界不同地点发射两次，收集气象数据以绘制 STUV 图并确定 CAPE（累积平均势能）值。无线电探空仪不可重复使用，只能在全球预定地点使用。此外，无线电探空仪可以从其释放点漂移多达 125 英里。每年大约使用 75,000 个无线电探空仪。 鉴于这种未

一种由弹性轻质材料制成的可穿戴技术可以使心脏健康监测比现有的心电图机更容易、更准确——这项技术在近一个世纪以来几乎没有改变。 电子纹身（e-tattoo）技术基于石墨烯，放置在皮肤上以测量各种身体反应，从电信号到生物力学信号。该装置非常轻巧且可拉伸，可以长时间放置在心脏上而几乎没有或没有不适。它还以两种方式测量心脏健康，同时获取心电图 (ECG) 和地震心电图 (SCG) 读数。心电图记录每次心跳时产生的电活动率； SCG 是一种使用与心跳相关的胸部振动的测量技术。 e-tattoo 由智能手机远程供电，是首个可同时测量 ECG 和 SCG 的超薄和可拉伸技术。 单独的 ECG 读数不足以

聚合物颗粒广泛用于风洞中的气流播种、生物和组织学染色等应用。对于风洞应用，粒子图像测速通常用于确定各种模型和表面与周围气流的相互作用。靠近墙壁的测量特别重要，不幸的是，由于入射光从所研究的模型表面反射产生的大量背景噪声，因此特别具有挑战性。因此，使用可用于准确描绘气流特性（即最小颗粒滞后）的材料播种气流的能力——同时能够以改进的信噪比进行近壁测量——对风来说非常重要隧道研究人员。 尽管聚苯乙烯微球通常是亚音速气流研究的首选种子材料，但与其他最先进的种子材料相比，这些种子材料对近壁测量没有任何好处。因此，在这项创新中，NASA 科学家开发了一种使用新型合成方法生成染料掺杂聚苯乙烯微球的方法。

当流体在鼓膜后面的中耳积聚并被感染时，就会发生耳部感染。这种积聚在另一种称为渗出性中耳炎的疾病中也很常见。任何类型的液体积聚都可能是痛苦的，并使孩子们难以听到。一款新的智能手机应用程序只需使用一张纸和智能手机的麦克风和扬声器即可检测耳膜后面的液体。 智能手机通过一个小纸漏斗向耳朵发出一系列柔和的啁啾声，根据啁啾声反射回手机的方式，应用程序以 85% 的概率确定液体存在的可能性。这与专家目前用于检测中耳液体的方法相当，该方法涉及使用声学或一股空气的专用工具。 该应用程序将声音发送到耳朵中，并测量这些声波从耳膜反弹时的变化情况。该系统涉及智能手机和一张普通的纸，医生或家长可以将其剪开并折叠成漏

光电探测器 - 也称为光电传感器 - 有助于现代生活的便利。它们将光能转换为电信号，以完成诸如打开自动滑动门和在不同光照条件下自动调节手机屏幕亮度等任务。研究人员正在通过将该技术与耐用的大猩猩玻璃相结合来推进光电探测器的使用，大猩猩玻璃是由康宁公司制造的用于智能手机屏幕的材料。 在玻璃上制造和缩放光电探测器必须使用相对较低的温度（玻璃在高温下降解），并且必须确保光电探测器可以使用最少的能量在玻璃上运行。为了克服第一个挑战，研究人员确定化合物二硫化钼是用作玻璃涂层的最佳材料。 该团队使用了一个温度为 600°C 的化学反应器——足够低的温度以免大猩猩玻璃降解——将化合物和玻璃融合在一起。下一

颤振是一种复杂的振荡现象，可以破坏飞机涡轮叶片，历史上曾是多起飞机事故的原因。在航空航天研究中，颤振通常是指涡轮叶片中不希望的和自我维持的振动，这种振动很容易失控，连同发动机甚至飞机的机翼一起破坏。 研究人员开发了一种可用于早期检测颤振开始的方法，解决了阻碍更轻、更高效涡轮机设计的主要问题之一。该方法背后的主要思想是涡轮风扇可以在数学上建模为相互关联的振荡器的复杂网络，并且颤振最终是由于通过涡轮的气流增加而越来越多的叶片逐渐同步的结果。 通过在涡轮机试验台上进行的实验，该团队发现在颤振开始之前，一个特定的叶片开始充当网络中的“中心枢纽”，并且相邻的叶片开始与之同步振荡。这种“本地”同步迅速

锂离子电池无处不在，从电动汽车到您的手机，但电子元件可能会出现严重故障。事实上，电池仍然是个谜。 “我们仍处于学习过程中，”瑞典 RISE 研究所项目经理 Roeland Bisschop 说 ，在现场演示中技术简介 本月的介绍。 “关于锂离子电池，我们还有很多不明白的地方。” RISE Research 与工业界、学术界和公共部门合作，测试包括电池在内的技术极限。 当您超过电池的安全运行条件时，您最终可能会发生热失控，这种事件的特点是温度越来越高。 如果电池中的压力升高，热量可能会导致电池外壳破裂，从而释放出可燃的有毒气体，这些气体可能引燃也可能不引燃。 Bisschop

假设两辆车在一条单行道上相向而行。 如果您在这种紧张、具有挑战性的驾驶场景中处于驾驶状态，您可以与附近的各方协商。您可以将车停到路边，然后示意前面的司机驶过狭窄的车道。通过互动，您可以找出确保每个人都安全并到达目的地的策略。 自动驾驶汽车的挑战更大，必须以某种方式了解附近的司机，以及他们乐于助人的意愿。 一种正在开发的新算法可以在拥挤狭窄的街道上引导自动驾驶汽车通过艰难的交通。 该算法由卡内基梅隆大学 Argo AI 自动驾驶汽车研究中心的研究人员构建 ，通过对不同级别的驾驶员合作进行建模来做出决策——驾驶员停车让另一位驾驶员通过的可能性有多大。 到目前为止，由研究员 Christo

我们的这一集技术简介 播客系列这是一个想法™ 探索各种新的和改进的助听器，从 1 美元的“自己动手”设备到监测脑电波的先进系统。 这是一个想法 通过采访当今最令人兴奋的技术的制造商，为您带来发明背后的灵感。 在此处通过您首选的播客提供商订阅或收听。 技术 (01:13)：弗吉尼亚州的创新：用于塌陷软骨的 3D 打印支架 (08:02)：一个 1 美元的助听器，您可以在一个小时内完成 (15:28)：“鸡尾酒会问题”的读心助听器 (22:19)：用于人工耳蜗校准的大脑监视器 有关我们剧集中介绍的技术的更多信息 3D 打印支架 为了帮助一名耳软骨塌陷的老兵，南卡罗来

Calnetix Technologies加利福尼亚州喜瑞都www.calnetix.com NASA 的四床二氧化碳洗涤器 (4BCO2) 计划在经过严格的地面测试后安装在国际空间站 (ISS) 上。下一代二氧化碳去除系统采用了 Calnetix Technologies 的高速在线鼓风机和双控制器。 鼓风机组件包括一个安装在磁力轴承上的紧凑型直列式鼓风机 (Momentum™ ) 和一个集成的混合双控制器 (Continuum™ ) 来驱动鼓风机。磁悬浮直列式风机是CO2去除系统的一个组成部分，将在微重力空间环境中驱动气流通过整个系统。 Momentum 采用悬挂式永磁电机；位于中心

帮助美国宇航局预测山体滑坡 每年，山体滑坡都会造成数十亿美元的损失和数千人死亡。 迄今为止，尚无关于滑坡发生时间和地点的全球图景。 合作开放在线滑坡资料库 (COOLR) 是一个开放平台，您可以在其中共享滑坡报告。想贡献？使用 NASA 的公民科学应用程序 Landslide Reporter . Techbriefs.com 的最新动态 西北大学教授 Ange-Therese Akono 正在向水泥中添加纳米颗粒，以使其更坚固、更环保、更智能。是什么让水泥变得聪明？ 阅读我们与 Akono 教授的问答，了解多功能材料如何应用于监测建筑物、电池和射频干扰。 在我们的博客 上

Spinoff 是 NASA 的年度出版物，主要介绍成功商业化的 NASA 技术。这种商业化促进了健康和医药、消费品、交通、公共安全、计算机技术和环境资源领域的产品和服务的发展。 月尘不像书架上的尘埃。它无处不在且具有磨蚀性，它依附于一切。太糟糕了，它甚至破坏了美国宇航局为清除阿波罗太空服上的月球尘埃而设计的真空吸尘器。随着美国宇航局重返月球，必须管理对人员和设备有害的尘埃。第一步是知道在任何给定时间周围有多少。在地球上与空气污染作斗争的努力已经取得了成效。 阿波罗任务努力应对月球尘埃造成的损害。它堵塞了相机设备并严重刮伤了头盔面罩，以至于宇航员难以看清。吸入灰尘会导致宇航员打喷嚏、

工程师开发了一种柔软、有弹性的皮肤贴片，可以戴在脖子上，以连续跟踪血压和心率，同时测量佩戴者的葡萄糖、乳酸、酒精或咖啡因水平。它是第一款同时监测人体心血管信号和多种生化水平的可穿戴设备。 这种类型的可穿戴设备可以被有潜在疾病的人用来定期监测自己的健康状况。它还可用于远程患者监测，尤其是在 COVID-19 大流行期间，人们尽量减少亲自到医疗保健提供者处就诊。 完全不同的传感器在一个像邮票一样小的平台上融合在一起。每个传感器都提供物理或化学变化的单独图片。将它们全部集成到一个可穿戴贴片中，可以将这些不同的图片一起使用，从而更全面地了解身体的状况。 贴片是一层薄薄的弹性聚合物，可以贴合皮肤

在顺磁性或弱磁化的高温合金中发现了一种与殷钢效应相关的现象——它使镍铁 (Ni-Fe) 合金等磁性材料不会随着温度的升高而膨胀。 该研究包括解释新因瓦合金效应的一般理论，有望推进具有卓越机械稳定性的高温合金的设计。 “不变”的缩写，因瓦塑性使磁性无序的 Ni-Fe 合金在很宽的温度范围内表现出几乎不变的变形行为，使其成为涡轮机和极端高温下其他机械用途的理想选择。 然而，殷钢效应从未被完全理解。新发现有助于解释用于喷气发动机的特殊合金（如镍基高温合金）的特殊高温特性。殷钢有两个已知的影响：热膨胀和弹性（弯曲后回弹的能力）。由于这两种效应都与温度和磁序之间的相互作用有关，因此它们被认为是磁序合