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微型機器人橫空出世 探索之路未來可期

儀表下游 2020年09月09日 14:22:55來源:儀表網(wǎng) 24287
摘要康奈爾大學(xué)的科學(xué)家使用一種非常簡單的方法,做出了一種可與外部通訊,功能可以非常多樣的微型機器人。

  【儀表網(wǎng) 儀表下游】康奈爾大學(xué)的科學(xué)家使用一種非常簡單的方法,做出了一種可與外部通訊,功能可以非常多樣的微型機器人。并且它的尺寸可達(dá)到0.1毫米以下,而且一做就是幾百萬個,協(xié)同起來,應(yīng)用前景非常可觀。
 
  這種機器人的應(yīng)用核心,在于它有一個相對成熟的“頭部”;其關(guān)鍵突破,則是它有一個新型的“腿部”。從這個迷人的小東西身上,我們可以看到,科學(xué)家們是怎樣在現(xiàn)有技術(shù)之上,通過一個“小小”的創(chuàng)新,來完成令人驚奇的科技突破的。機器人頭部的制作工藝,就來自現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造技術(shù)。
 
  什么是半導(dǎo)體?
 
  半導(dǎo)體指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域都有應(yīng)用,如二極管就是采用半導(dǎo)體制作的器件。無論從科技或是經(jīng)濟發(fā)展的角度來看,半導(dǎo)體的重要性都是非常巨大的。大部分的電子產(chǎn)品,如計算機或是數(shù)字錄音機當(dāng)中的核心單元都和半導(dǎo)體有著極為密切的關(guān)聯(lián)。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等,硅是各種半導(dǎo)體材料應(yīng)用中具有影響力的一種。
 
  隨著摩爾定律五十多年發(fā)展,半導(dǎo)體行業(yè)正在使用越來越先進(jìn)的生產(chǎn)工藝,制造出越來越小的器件。現(xiàn)在,這些工藝可以把上百萬個晶體管,放入差不多一個單細(xì)胞草履蟲那么大的空間里。不僅如此,他們還能制作出微型傳感器、LED屏,還有一堆小到看不見的封裝。
 
  機器人中的傳感器
 
  在基礎(chǔ)學(xué)科研究中,傳感器更具有突出的地位。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)入了許多新領(lǐng)域:例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙,微觀上要觀察小到fm的粒子世界,縱向上要觀察長達(dá)數(shù)十萬年的天體演化,短到 s的瞬間反應(yīng)。此外,還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認(rèn)識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種技術(shù)研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁場等等。顯然,要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息,沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙,首先就在于對象信息的獲取存在困難,而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現(xiàn),往往會導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展,往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的。
 
  傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域。可以毫不夸張地說,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng),幾乎每一個現(xiàn)代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。
 
  康奈爾大學(xué)的這款迷你機器人的頭,也跟它差不多,就像一個細(xì)胞級的智能手機,配備了專門的應(yīng)用程序,尺寸也比正常手機足小了上萬倍。它被稱為光學(xué)無線集成電路(OWIC)。其上有小型的太陽能電池,如果把光照射在上面,就會激活一小塊電路,驅(qū)動迷你LED屏幕,實現(xiàn)與外界交流。
 
  資料來源:百科、科普中國中央廚房

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