纳米微操作机器人诞生 未来家用
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中国人也可以像下棋一样玩原子。从中国科学院获悉,中国科学院沈阳自动化研究所最近成功开发了一个能够在纳米尺度上运行的机器人原型系统,并通过了国家自动化领域“863”智能机器人专家组的验收。
在一次演示中,沈阳自动化研究所的研究人员操纵“纳米微操作机器人”,在一个1×2μm的硅衬底(沈阳自动化研究所的缩写)上清晰地刻上了三个英文字母“sia”;另一个演示显示,在5×5μm的硅衬底上,操作者精确地将长度为4μm、厚度为100 nm的碳纳米管移动到刻槽中。
测试表明,在描绘操作中,该纳米微机器人在宽度为512像素的显示区域内重复定位误差小于5像素,精度在1%以上;在移动碳纳米管的操作中,重复定位精度达到30纳米;;在基于地标的定位测试中,定位误差小于4 nm。
专家解释说,一纳米(1纳米)是10-9米,这大约等于十个氩原子并列成一条直线的长度。纳米尺度上的操作被称为“纳米微操作”,是纳米技术的重要内容,其目的是在纳米尺度上按照人们的意愿对纳米材料进行移动、重塑、描绘和组装。纳米微操作始于20世纪80年代。1989年,ibm科学家利用扫描隧道显微镜(stm)操作35个氙原子,拼出镍金属表面的字母i-b-m,这成为轰动新闻,并为纳米微操作开创了先例。此后,纳米操控技术作为一个重要的战略发展方向吸引了各国进行研究。
据该项目的研究人员介绍,该机器人系统在纳米尺度的系统建模方法、三维观测力的获取与感知、误差分析与补偿等方面都有了许多突破和创新,均达到了世界先进水平。
据报道,这种纳米微机器人可广泛应用于纳米科学实验研究、生物工程和医学实验研究、微纳科学研究教学等领域。例如,在生物研究领域,细胞染色体的切割操作可以通过纳米微机器人来完成,也可以用于dna或分子水平的生化检测、病理和生理检测。此外,该机器人在集成电路行业纳米器件的组装和加工中具有良好的应用前景,如操纵纳米粒子、组装微纳电子器件甚至复杂的纳米电路。这意味着在未来,由纳米电路制成的电脑和家用电器可以“小到他们想要的程度”,甚至“塞进他们的牙齿里”;未来,利用纳米操控技术制造的微型机器人也可以钻入人体,为病人疏通血管,或者完成人们在肉眼看不见的微观世界中无法完成的任务。
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