利用納米技術(shù),,科學(xué)家們創(chuàng)造了一種新設(shè)計(jì)的神經(jīng)形態(tài)電子裝置,賦予機(jī)器人微型機(jī)器人以彩色視覺(jué),。
佐治亞州立大學(xué)的研究人員成功地設(shè)計(jì)了一種新型的人工視覺(jué)設(shè)備,,該設(shè)備采用了一種新穎的垂直堆疊結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)更大的顏色識(shí)別深度和微觀層面的擴(kuò)展,。這項(xiàng)新的研究報(bào)告于2022年4月18日發(fā)表在頂級(jí)期刊ACS Nano上,。這項(xiàng)工作是朝著為微型機(jī)器人開(kāi)發(fā)一個(gè)微尺度相機(jī)邁出的第一步,說(shuō)明了構(gòu)建這種新型圖像傳感器的基本原理和可行性,,并強(qiáng)調(diào)了微型化,。團(tuán)隊(duì)利用納米技術(shù)為仿生人工視覺(jué)裝置奠定了基礎(chǔ),該裝置使用合成方法來(lái)模仿生化過(guò)程,。
微型機(jī)器人的發(fā)展依賴于微加工工藝,、微傳感器、微驅(qū)動(dòng)器和微結(jié)構(gòu)四個(gè)方面,。這四個(gè)方面的基礎(chǔ)研究有三個(gè)階段:器件開(kāi)發(fā)階段,、部件開(kāi)發(fā)階段、裝置和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)階段?,F(xiàn)已研制出直徑20微米,、長(zhǎng)150微米的鉸鏈連桿,200微米×200微米的滑塊結(jié)構(gòu),,以及微型的齒輪,、曲柄、彈簧等,。貝爾實(shí)驗(yàn)室已開(kāi)發(fā)出一種直徑為400微米的齒輪,,這種發(fā)明使用在一張普通郵票上可以放6萬(wàn)個(gè)齒輪和其他微型器件。德國(guó)卡爾斯魯核研究中心的微型機(jī)器人研究所,,研究出一種新型微加工方法,,這種方法是X射線深刻蝕、電鑄和塑料膜鑄的組合,,深刻蝕厚度是10~1000微米,。
微型機(jī)器人的發(fā)展,是建立在大規(guī)模集成電路制造技術(shù)基礎(chǔ)上的,。微驅(qū)動(dòng)器,、微傳感器都是在集成電路技術(shù)基礎(chǔ)上用標(biāo)準(zhǔn)的光刻和化學(xué)腐蝕技術(shù)制成的。兩者之間不同的是集成電路大部分是二維刻蝕的,,而微型機(jī)器人則完全是三維的,。微型機(jī)器人和超微型機(jī)器人已逐步形成一個(gè)牽動(dòng)眾多領(lǐng)域向縱深發(fā)展的新興學(xué)科,它的影響力度是相當(dāng)高的,。
微型機(jī)器人可以在原子級(jí)水平上工作,。例如,,外科醫(yī)生能夠遙控微型機(jī)器人做毫米級(jí)視網(wǎng)膜開(kāi)刀手術(shù),在眼球運(yùn)動(dòng)的條件下,,切除彈性視網(wǎng)膜或個(gè)別病理細(xì)胞,,接通切斷的神經(jīng);在患者體內(nèi)或血管中穿行,,一旦發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞就立即把它們殺死以及刮去主動(dòng)脈上堆積的脂肪等,;可以將微型機(jī)器人胃鏡放進(jìn)胃內(nèi)對(duì)胃進(jìn)行全面檢查,。
據(jù)法新社報(bào)道,,美國(guó)加利福尼亞州一家初創(chuàng)企業(yè)表示,把微型機(jī)器人送入人類顱骨深處以治療腦部疾病長(zhǎng)期以來(lái)一直都是科幻小說(shuō)的內(nèi)容,,但這可能很快將成為現(xiàn)實(shí),。美國(guó)生物機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室公司(Bionaut)計(jì)劃在兩年內(nèi)對(duì)其可注射微型機(jī)器人進(jìn)行首次人體臨床試驗(yàn)。人類可利用磁體對(duì)微型機(jī)器人在大腦中進(jìn)行精密引導(dǎo),。該公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官邁克爾·施皮格爾馬赫說(shuō):”微型機(jī)器人的想法早在我出生前就已經(jīng)出現(xiàn)了,。“他說(shuō):”最著名的例子之一是艾薩克·阿西莫夫的一本書(shū)和一部名為《奇妙的航程》的電影,。在這部電影中,,一群科學(xué)家進(jìn)入了一艘縮小的飛船,然后進(jìn)入人類大腦治療血塊,?!笆┢じ駹栺R赫說(shuō),就像現(xiàn)在比一粒米還小,、卻具有極強(qiáng)性能的手機(jī)部件一樣,,”上世紀(jì)五六十年代還是科幻小說(shuō)的“微型機(jī)器人背后的技術(shù)如今也成為”科學(xué)事實(shí)“。
日本北海道大學(xué)理學(xué)院科學(xué)家成功開(kāi)發(fā)出世界上第一個(gè)利用集群策略工作的微型機(jī)器人,,首次證明分子機(jī)器人能夠通過(guò)采用集群策略完成貨物遞送,,運(yùn)輸效率是單個(gè)機(jī)器人的5倍。這一發(fā)現(xiàn)20日發(fā)表在《科學(xué)·機(jī)器人》雜志上,。群體機(jī)器人學(xué)是一門新學(xué)科,,其靈感來(lái)自于生物體的合作行為,它專注于機(jī)器人的制造及其在群體中完成復(fù)雜的任務(wù)的應(yīng)用,。群體是多個(gè)個(gè)體的有序集體行為,。宏觀規(guī)模的群體機(jī)器人已被開(kāi)發(fā)并用于各種應(yīng)用,如運(yùn)輸,、堆積貨物,、建造復(fù)雜結(jié)構(gòu)等。一群相互合作的機(jī)器人獲得了單個(gè)機(jī)器人所沒(méi)有的許多特性,,它們可以劃分工作量,,應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn),,甚至可以創(chuàng)建復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來(lái)應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化。由于微米和納米級(jí)的微型機(jī)器人太小了,,因此它們幾乎沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用,。但如果它們能夠”結(jié)群“合作,潛在用途將大大增加,。