微型机器人新动力源被发现 未来发展更快捷
- 2021/6/10 10:54:28 27390
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表下游】麻省理工学院的研究人员说，仅仅通过在一种特殊的液体中晃动就能产生能量的微小的碳纳米管，有朝一日可能成为微型机器人甚至更小设备的突破性动力源。这种方法还可以为电化学提供一种新的和更有效的电力来源，从环境中获取能量来进行化学转换，从而减少对传统电力来源的依赖。
微型机器人(micro robot)是典型的微机电系统。世界各国已经在微型机器人的研究方面取得了不少成果。 微型机器人的体形很小，和蜻蜓或苍蝇一样大，有的甚至更小，小到我们看不见它们。
碳纳米管是微小的空心管，由碳原子的紧密晶格形成。它们已经被用于太阳能发电、更有效的计算机芯片、柔性电池等方面的进展，但麻省理工学院的团队着眼于这种碳纳米管本身的固有电性能。
研究人员发现，将碳纳米管部分涂抹在类似特氟隆的聚合物中，会在电子如何流经它的过程中产生不对称性：从管子的有涂层部分到无涂层部分。不过，要实际上让电子流出来需要将纳米管浸没在一种溶剂中，而这种溶剂会将其去除。
微型机器人的发展依赖于微加工工艺、微传感器、微驱动器和微结构四个方面。这四个方面的基础研究有三个阶段：器件开发阶段、部件开发阶段、装置和系统开发阶段。现已研制出直径20微米、长150微米的铰链连杆，200微米×200微米的滑块结构，以及微型的齿轮、曲柄、弹簧等。贝尔实验室已开发出一种直径为400微米的齿轮，这种发明使用在一张普通邮票上可以放6万个齿轮和其他微型器件。德国卡尔斯鲁核研究中心的微型机器人研究所，研究出一种新型微加工方法，这种方法是X射线深刻蚀、电铸和塑料膜铸的组合，深刻蚀厚度是10~1000微米。
微型机器人的发展，是建立在大规模集成电路制造技术基础上的。微驱动器、微传感器都是在集成电路技术基础上用标准的光刻和化学腐蚀技术制成的。两者之间不同的是集成电路大部分是二维刻蚀的，而微型机器人则完全是三维的。微型机器人和超微型机器人已逐步形成一个牵动众多领域向纵深发展的新兴学科，它的影响力度是相当高的。
开发的微型机器人有以下三大类：
(1)固定型微型机器人。其外观像石头、树木、花草，装有各种微型传感器，可以探测出人体的红外辐射、行走时的地面振动、金属物体移动造成的磁场变化等，并将信号传送到中央指挥部，指挥部可控制防御区内的自动发起攻击。
(2)机动式的微型机器人。它们装备有太阳能电池板和计算机，可以按照预定程序机动进入敌人阵地与敌人同归于尽。
(3)生物型微型机器人。研究将微型传感器安装到动物或昆虫身上，构成微型生物机器人，使其进人人类无法到达的地方，执行战斗或侦察任务。
鉴于微型机器人巨大的技术潜力和应用前景，美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室(NASA/JPL)和DARPA合作，从1996年起制定出一系列计划，进行空间和微型机器人的研究开发。例如，火星漫游微型机器人Sojourner于1997年7月在火星着陆，长60 em，高和宽分别为30 C1TI，自重约为11 kg，装有摄像机和多种传感器等。
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