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微型机器人横空出世,探索之路未来可期

  康奈尔大学的科学家使用一种非常简单的方法,做出了一种可与外部通讯,功能可以非常多样的微型机器人。并且它的尺寸可达到0.1毫米以下,而且一做就是几百万个,协同起来,应用前景非常可观。
  这种机器人的应用核心,在于它有一个相对成熟的“头部”;其关键突破,则是它有一个新型的“腿部”。从这个迷人的小东西身上,我们可以看到,科学家们是怎样在现有技术之上,通过一个“小小”的创新,来完成令人惊奇的科技突破的。机器人头部的制作工艺,就来自现有的半导体制造技术。
  半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用,如二极管就是采用半导体制作的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品,如计算机或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,硅是各种半导体材料应用中具有影响力的一种。
  随着摩尔定律五十多年发展,半导体行业正在使用越来越先进的生产工艺,制造出越来越小的器件。现在,这些工艺可以把上百万个晶体管,放入差不多一个单细胞草履虫那么大的空间里。不仅如此,他们还能制作出微型传感器、LED屏,还有一堆小到看不见的封装。
  机器人中的传感器
  在基础学科研究中,传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展,进入了许多新领域:例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙,微观上要观察小到fm的粒子世界,纵向上要观察长达数十万年的天体演化,短到 s的瞬间反应。此外,还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究,如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信息,没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍,首先就在于对象信息的获取存在困难,而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展,往往是一些边缘学科开发的先驱。
  传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。
  康奈尔大学的这款迷你机器人的头,也跟它差不多,就像一个细胞级的智能手机,配备了专门的应用程序,尺寸也比正常手机足小了上万倍。它被称为光学无线集成电路(OWIC)。其上有小型的太阳能电池,如果把光照射在上面,就会激活一小块电路,驱动迷你LED屏幕,实现与外界交流。

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