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[分享] 浅谈与汽车传感器相关的微纳机器人技术

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2021-11-29
发表于 2021-10-7 09:00:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
                   汽车上有许多微小的传感器,是最小的微纳技术产物,可以实现自动驾驶、零部件的自动控制。比如汽车上的陀螺仪用于判断姿态、方向,将微纳技术注入陀螺仪,汽车的提前预警速度大大提高,对于人们安全出行大有帮助。               
  作为我国“外国专家千人计划”入选者、北京理工大学智能机器人研究所特聘教授福田敏男,是全球首位提倡微纳操作机器人的开拓者、领军者,他的理想与中国迅速发展的人工智能不谋而合。如今,微纳操作机器人研究已经开展近30年,中、美、日及欧洲等国都在暗自竞争微纳操作技术,力图以此作为机器人产业发展的新突破。

福田敏男与其学生们在北理工研究室。资料图
  回想梦想的起点,福田敏男说,有一点奇妙的感觉。那是上世纪80年代初的一个午后,福田敏男悠闲地泛舟河上,无意间瞥见水中的生物,便用一个空饮料瓶将河水带回学校。在显微镜下观察,他发现众多的微生物在小水滴里“跳舞”,“这个肉眼看不到的世界竟是如此神奇”。从水滴中的微生物得到的灵感,让他对微纳操作机器人产生了浓厚的兴趣。而那时中国机器人研究刚起步,中国将智能机器人主题纳入“863计划”是在那之后两年的事。





  1984年起,福田敏男将微纳机器人作为科研的主攻方向,用半生的努力致力于这项事业,以推动机器人发展的大跳跃。
  对于微纳机器人,也许人们比较陌生。与工业机器人、服务机器人、水下机器人不同,微纳机器人不是独立存在的,而是众多机器人的服务者而非敌对者,它可以嵌入任何一种机器人里去,帮助实现特殊的性能。
  虽说很多国家都在加紧研究,有些甚至已实现产业化,但微纳操作机器人在普通人眼里,依然显得有些神秘。纳米机器人的研制属于分子仿生学的范畴,它根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。人们看不到也感觉不到,但如今确实微纳技术已经被植入大的系统中。

微纳机器人应用之一,资料图
  以汽车为例,你能感觉到,二十年前的汽车与现在的汽车有什么区别吗,最重要的是,汽车上有许多微小的传感器,是最小的微纳技术产物,可以实现自动驾驶、零部件的自动控制。比如汽车上的陀螺仪用于判断姿态、方向,将微纳技术注入陀螺仪,汽车的提前预警速度大大提高,对于人们安全出行大有帮助。这一项技术的实现便得益于本世纪初,福田敏男开创的碳纳米管的微纳操作技术。
  再比如每个公司办公室随处可见的打印机,电脑连着打印机,而打印喷头就是微纳技术,如果没有这项技术,不可能打印机这么便宜,打印机的成本因微纳技术而降低。这些都佐证着微纳技术如何进入产业,又如何给人类营造一个舒适的生活。

未来微纳机器人应用展望与愿景,资料图
  不仅如此,福田敏男还成功地进行了世界上首次对碳纳米管的三维操作,将三维操作缩小到10个纳米之内,为半导体制造技术带来了重大革新。他将中空的碳纳米管注入金属,两端施加电压,金属融化但碳纳米管由于熔点高完好如初,熔化后的组件就像沾了墨水的毛笔,一端可用金属书写各种形状、结构,从而实现了纳米的3D打印。
  他还是将自动化技术应用在纳米领域的第一人。通过机器人化的纳米操作以及自动化技术,把尘埃的飘浮不定变成有规律的动作,目前已达10纳米甚至以下的量级,有效地帮助工厂提升效率与精准度。


来源:传感器专家网




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