【儀表網(wǎng) 儀表下游】麻省理工學(xué)院的研究人員說(shuō)，僅僅通過(guò)在一種特殊的液體中晃動(dòng)就能產(chǎn)生能量的微小的碳納米管，有朝一日可能成為微型機(jī)器人甚至更小設(shè)備的突破性動(dòng)力源。這種方法還可以為電化學(xué)提供一種新的和更有效的電力來(lái)源，從環(huán)境中獲取能量來(lái)進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)換，從而減少對(duì)傳統(tǒng)電力來(lái)源的依賴。
微型機(jī)器人(micro robot)是典型的微機(jī)電系統(tǒng)。世界各國(guó)已經(jīng)在微型機(jī)器人的研究方面取得了不少成果。 微型機(jī)器人的體形很小，和蜻蜓或蒼蠅一樣大，有的甚至更小，小到我們看不見它們。
碳納米管是微小的空心管，由碳原子的緊密晶格形成。它們已經(jīng)被用于太陽(yáng)能發(fā)電、更有效的計(jì)算機(jī)芯片、柔性電池等方面的進(jìn)展，但麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)著眼于這種碳納米管本身的固有電性能。
研究人員發(fā)現(xiàn)，將碳納米管部分涂抹在類似特氟隆的聚合物中，會(huì)在電子如何流經(jīng)它的過(guò)程中產(chǎn)生不對(duì)稱性：從管子的有涂層部分到無(wú)涂層部分。不過(guò)，要實(shí)際上讓電子流出來(lái)需要將納米管浸沒(méi)在一種溶劑中，而這種溶劑會(huì)將其去除。
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：器件開發(fā)階段、部件開發(fā)階段、裝置和系統(tǒng)開發(fā)階段。現(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。
開發(fā)的微型機(jī)器人有以下三大類：
(1)固定型微型機(jī)器人。其外觀像石頭、樹木、花草，裝有各種微型傳感器，可以探測(cè)出人體的紅外輻射、行走時(shí)的地面振動(dòng)、金屬物體移動(dòng)造成的磁場(chǎng)變化等，并將信號(hào)傳送到中央指揮部，指揮部可控制防御區(qū)內(nèi)的自動(dòng)發(fā)起攻擊。
(2)機(jī)動(dòng)式的微型機(jī)器人。它們裝備有太陽(yáng)能電池板和計(jì)算機(jī)，可以按照預(yù)定程序機(jī)動(dòng)進(jìn)入敵人陣地與敵人同歸于盡。
(3)生物型微型機(jī)器人。研究將微型傳感器安裝到動(dòng)物或昆蟲身上，構(gòu)成微型生物機(jī)器人，使其進(jìn)人人類無(wú)法到達(dá)的地方，執(zhí)行戰(zhàn)斗或偵察任務(wù)。
鑒于微型機(jī)器人巨大的技術(shù)潛力和應(yīng)用前景，美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(NASA/JPL)和DARPA合作，從1996年起制定出一系列計(jì)劃，進(jìn)行空間和微型機(jī)器人的研究開發(fā)。例如，火星漫游微型機(jī)器人Sojourner于1997年7月在火星著陸，長(zhǎng)60 em，高和寬分別為30 C1TI，自重約為11 kg，裝有攝像機(jī)和多種傳感器等。
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