登陆注册
10479800000043

第43章 微机械学应运而生——20世纪末微型机器人的诞生

科学家预言,20世纪最伟大的科学领域是微世界,比针尖还小的微型机械开创了崭新的科学领域。微型机器人,已成为人类骄子。

多大的机器人算微型机器人?在20世纪80年代,日本东京大学教授林辉的定义是:1毫米至10毫米为小型机械,10微米至1毫米为微型机械,10纳米至10微米为超微型机械,统称为微型机械。微型机器人的体积,可以做到微米级甚至亚微米级,重量轻至纳克,加工精度达微米、纳米级。

日本一家公司,已经用微型零件安装了一辆能开动的微型汽车,它的大小相当于一颗米粒,静电马达的直径只有1-2个微米。这家公司,还制造了一种能开动的微型车床,大小只有普通车床的万分之一;公司制造的人工智能尺蠖,直径只有5.5毫米。据称,不久的将来,这种人工智能尺蠖,将有可能在核电站的弯弯曲曲的管道中爬行,去寻找管道的裂缝。

德国微型技术研究所的物理学家沃尔夫冈·埃菲尔德,已研制出一架双引擎直升机,重量不到0.5克,能向空中升起130毫米。它的高性能微型马达,功率为1瓦,每分钟转速可达10万转,个头却只有削尖的铅笔尖那么大。这种尺寸只有黄蜂大小的直升机,虽然离实用还有很大距离,但是它令人信服地表明,极其微小的微型马达,最终将能用来驱动电子显示器、手表、微型计算机、激光扫描器和微型外科手术器械等。

要做成微型机器人,原先的工业技术已完全不适用。构成微型机械必须有非常小的零件,制造那样的零件,要求材料、加工方法和组装,都必须开发全新的技术。美国得克萨斯仪器公司利用制造硅片的蚀刻工艺,来制造尺寸极小的微电子机械系统——MEMS。MEMS技术是集成电路微细加工技术,它将驱动器、传动装置、传感器、控制器、电源集成于几立方毫米的多晶硅片上,因而能获得机电一体化的微型机械。一些MEMS的雏形已在美国、日本、德国获得广泛应用。例如,一种直径只有头发丝粗细的自动检测传感器,已经安装在数百万辆小汽车里,当它感到冲击来临时,就会让空气包自动张开,保护司机和乘客。

科学家发现,微型机械的可靠性和结实程度非常惊人。美国的贝尔实验室将一辆微型机械震动了20亿次,根本没有损坏它一丝一毫,因为它实在太轻,就像把纸屑往地上摔一样不会受损。

微型机器神奇的前景,引起了科学家的高度重视和浓厚兴趣,于是一门新兴学科——微机械学也就应运而生。

1991年10月,日本投资1.7亿美元研制出一种微型潜艇状胶囊,内装袖珍机器人。胶囊的直径仅8.5毫米,像艘小潜艇,若被吞进胃中,它能观察和分析胃部情况,医务人员便可通过遥控指挥,操纵胶囊内的电脑程序进行工作,遇到病灶还可以进行治疗,完成治疗任务后,便随粪便排出,对人体丝毫无损。

日本生产的另外一种微型导管,直径仅5毫米,尾部有摄影机和激光机,管内装有机器人。管子可以从皮肤插进血管,也可以插入胆囊或胰脏。机器人进入人体后,可以通过它的摄影机,把人体内的状况清晰地显示在电视屏幕上,供医生作出正确诊断;体内的机器人也可以直接用于治疗。

日本东京大学工学部的肥健纯教授等人,研究出可以进入人脑进行手术的机器人。实际上这是一支小小的针,针上装有小型激光手术刀和能吸收组织的装置。手术时,通过观看X线和CT成像的合成立体头部图像,确定手术的部位以及进针的角度和深度,针进到合适位置,就在计算机的控制下开始手术。这台设备1994年已开始临床应用。

为了确保手术安全,美国眼外科医生查尔斯与一实验室合作,于1996年研制出一个防止手术时手颤抖的机械系统,设计出代替人手动作的机器人。当医生移动操纵杆1厘米时,机械手术刀则只移动1毫米,使得手术动作细微精确,还可避免意外事故的发生。查尔斯当时预计,这种手术刀在两年内可望投放市场。

美国明尼苏达大学的波拉研制的一个装置,能在血管中行走,能在人体血液中输液,还可以连续地在血液中监视糖尿病人的葡萄糖浓度,并将胰岛素输送给患者。

在匹兹堡的卡内塞基梅隆大学,有人发明了一个微叶轮,它可应用于动脉粥样硬化患者体内。它的叶轮刀片比头发丝还细,被放置在人体血液中时,血液一流动,叶轮就旋转。

能进入人体的各种袖珍机器人,已经微小到匪夷所思的程度;它们在医学上所起的作用,是半个世纪以前的人所无法想象的。

同类推荐
  • 炎黄记

    炎黄记

    1272年,北元攻打南宋正如火如荼。南宋内外交困,炎黄正朔已经到了即将消亡的边缘。其时,一个身份复杂的小人物家破人亡,迫于无奈,被逼着走上了救亡图存,挽炎黄于即倒的道路上。英雄?枭雄?敌人?情人?国仇家恨,爱恨交织,成就本书《炎黄记》!乱世里,儿女更多情。笑傲中,意气霓虹生。英雄血,犹未冷。铁骨铮铮,誓要挽天倾!
  • 呆在明朝当文豪

    呆在明朝当文豪

    这是一个在明朝努力成为文豪的故事。张维,2015年的一个小说迷,从21世纪穿越回1560年的明朝,那一年吴承恩的西游记已经开始流传(真的?)。塞万提斯还是一个十二三岁的少年。莎士比亚4年后才会出生。这是一个波澜壮阔的时代。……《几何原本》(shenmegui)……《悟空传》且看张维如何搅动嘉靖年间的文学江湖。
  • 千古学院

    千古学院

    只想偷的浮云半日闲乐旗在隋唐与现代争扎的故事
  • 你知道或不知道的德国史

    你知道或不知道的德国史

    德意志民族是世界上最伟大的民族之一,历史上由于欧洲各国对它的忌惮,致使德国常年处于严重分裂状态。以至于歌德在一首诗中呐喊:“德意志,你在哪里?我找不到那块地方。”德国人在世界史上留下的笔迹总是那么凝重而深刻。两次战败,两次成为废墟,但又两次在短短的二三十年时间跃升为欧洲第一!本书简明扼要地勾勒出了一幅气势恢宏的德国历史画卷。希望通过这本书,能让读者对德意志历史有一个比较明晰、客观的认识,并从中学到德国人独特的处世风度和严谨的工作精神。
  • 宁武之美:史话

    宁武之美:史话

    作为本书文字部分作者的我们,几十年来一直生活并工作在忻州这片被称为“晋北锁钥”的土地上,对全市所属十四个县、市、区的情况虽然不敢说了然于心,但自认为还略知一二。但是当我们接到撰写本书的任务,企图对宁武进行一番文字的梳理与介绍时,却蓦然发现,一切都是那样的陌生和迷惘,自己过去对它的了解充其量只是一点点皮毛。
热门推荐
  • 进击的小仙军团

    进击的小仙军团

    一场史无前例的流星雨,竟是天庭万仙陨落,仙劫之后,传说中的三界第一封神榜重现都市,当牧歌得到它的时候,便背负起了重建天庭渡化万仙的重任。只是,让牧歌错愕的是,转世神仙为什么都是小屁孩啊!小土地、小河伯、小山神,三娃聚首,大山中的贫困山村因此腾飞!小二郎神、小托塔外加小哪吒,天庭铁三角,组队刷副本,妖魔鬼怪无压力!类似于这些转世神仙,尽管有时候他们会很坑,但牧歌还是挺喜欢的,然而……颜控小嫦娥、就知道使唤人的小玉帝诸如这类毫无卵用还拽的二八万似得小神仙,牧歌表示很心塞呐。PS;走过路过看过的书友,如果觉得本书还行,还请收藏一下推荐一下,谢谢。PS;群号494246117,欢迎。
  • 大汉王朝的三张脸谱:红脸光武帝

    大汉王朝的三张脸谱:红脸光武帝

    西汉末年,王莽篡位,天下动荡。为了匡复汉室,刘秀兄弟二人走上革命征程,并拥立刘玄为更始帝。然而,功高震主的他们很快遭到打压,处于绝境中的刘秀只好韬光养晦。王莽被灭后,刘秀趁机逃出虎口,不断壮大实力,先后消灭了王朗等势力,逼降了铜马等义军,推翻了更始政权,扫清了残余障碍,一统天下,开启了东汉新局面。刘秀以柔治国,很快东汉便国富民强。飘雪楼主以史籍为蓝本,以人性为内核,用娴熟流畅的笔法将大汉君王事讲得千回百转,有滋有味。整个故事始终如同一团熊熊燃烧的火焰,散发着引人入胜的光和热。刘秀的传奇尽在书中。他真的是个近乎完美的帝王吗?千秋功过,任君评说。
  • 代嫁新娘:破身王妃

    代嫁新娘:破身王妃

    她想挣扎喊叫,却连半点声音都喊不出来。谁对她下了药,要她不明不白就上了花轿?一封居心叵测的圣旨,一碗宛如毒药的羹汤,让她代替不贞的继母女儿,远嫁京城王府。
  • 鬼帝独宠,娘子好惑人

    鬼帝独宠,娘子好惑人

    本文女强+男强,腹黑无耻无极限!她,是众所周知的废物,人人口中的病痨子,但是谁又知道,她其实是这异世中藏得最深的那一个?他,面目狰狞,出生时吓死母妃、吓疯皇叔!但是,这关她鸟事,嫁就嫁,互相利用完一拍两散!等等,那个帅的惊天地泣鬼神的帅哥是哪一个?***********************************************“你输了!”高大的身躯逼近。“慢着!”他嗤笑,将她的退路断去:“怎么,想反悔?”她狡黠一笑,像只狐狸:“可我没说是现在!”“下次,连本带利一起讨回?”“好!”某女应得风轻云淡,不过就是一个吻而已,何况,谁知道“下次”是何年何月?然而,被吃干抹净之后,某女拍床爆粗口:“混账,利息居然比本金还多,你丫的当我欠的是高利债啊?”某男食髓知味:“不满意?继续算!”“……”***“在想什么?”她悠悠轻叹:“雪殇山庄的景致,和它底下的势力。”灿然一笑,满不在乎的开口:“送给你了。”眼底闪烁着笑意:“那我若是想要天下呢?”“抢来送给你!”带着傲视天下的霸气。“天下给我了,那我就是皇帝了,你怎么办?”似笑非笑的看着他。这一刻,温柔似水:“娘子,为夫愿入主中宫,您意下如何?”……***********************************************简而言之:这是一个隐忍十年的“废物”突然间掀掉所有伪装变身集美貌智慧武功医术于一身的女强人和一个做了十八年的“煞星”突然间取下白玉面具后并相貌智谋才能大权于无敌境界的霸道男的爱情故事!【重点】:简介小白文不白,所谓腻宠诱惑,亲,敢来么?推荐某单完结旧文:《萌宠——冷王宠恶妃》:http://www.xxsy.net/info/452910.html推荐好友文:惑乱江山:《悍妃,本王杀了你》:http://www.xxsy.net/info/443970.html颜悯嘉:《占尽王宠——本妃很极品》http://www.xxsy.net/info/444375.html霏妍:《霸宠懒妃》:http://www.xxsy.net/info/446489.html
  • 大猎帮

    大猎帮

    在惊险刺激的围猎中,欲望跟随火药枪一起成长。寡妇所生的儿子在她死后被赵老白接回自家大院抚养,但身份真相无奈一直保密,错综复杂的爱情故事,交织着人性的丧失与回归。三江历史变迁,风云变幻人随之嬗变,同父兄弟走上了完全不同的人生之路。周庆喜变节死心塌地投靠日本人,赵永和却率领猎帮这群血性汉子走上抗日道路,国恨家仇交织,善良和丑恶共舞,猎人的枪口冲着民族的敌人且不仅仅是獐狍野鹿……奇特、凶险的狩猎世界里,人与野兽生死较量,更要面对人类异己!徐大辉编著的《大猎帮》是一部个性鲜明的,厚重的,充满了狩猎文化以及地域文化色彩的诡异、冒险长篇小说。
  • 渗透之曦

    渗透之曦

    本书女主不小白,男主没地位,已经养肥,但是本坑慎入,因为不太负责任的作者只能保证不太监,不能保证更新速度。。。。她已经忘了第一次见到他时的情景,因为当时的她还很小很小,只懂得流着口水爬到他的身上揪着他那从来不给别人碰的头发,软软地叫着哥哥,一声一声,敲进他的心底。从此,他接受了后母走进了他的家。她从不为曾经是他帮她换尿布而感到窘迫,甚至还会典着小脸问他:她的粑粑臭吗?换来的是他溺爱的笑容:臭!很臭!她在很苦很累的时候总是会想起他总是挺得直直的背脊,那个背影曾经背着她走过无数的岁月,是她最依赖的地方,以前是,现在是,未来也会是。她手上沾满鲜血的时候,心脏跳动得很厉害,却还是在想着,以后自己是不是就配不上他了?那个看起来干净得一尘不染的男人,自己会不会玷污了他?当他再次见面将她拥入怀中的时候,她忘了,什么都忘了,甚至连手上被他勒得太紧的伤口渗出了鲜血都丝毫不觉,因为她的脑子里只剩下他的脸。她可以不要脸地勾×引着他上床,因为她不知道自己能踩着钢丝在这个世界上活多久?不曾想他抱着她说一定要等到结婚那一天,死活都不肯结束他为她保了近三十年处男岁月。
  • 白梨花

    白梨花

    雪莲神族少主雪莲君儿,因不可抗拒的“命中注定”,被与神秘小子水心绑在一起,展开了一场神秘的旅程。在一个又一个美轮美奂的世界之中,他没回经历哪些奇遇?永夜红花落,知心莫如君!君若何往?《白梨花》中
  • 无情有情(孙浩官场小说三部曲压卷之作)

    无情有情(孙浩官场小说三部曲压卷之作)

    这年头,官场上的事情只要一和“桃色”二字沾上边,事情就复杂了,就难办了,就说也说不清楚了。桃花盛开的季节,又逢周六,常务副市长刘春生和号称“南安官场一枝花”的人事局长陶梅,约好去基层县里考察工作。凑巧的是:秘书有事,司机有病。刘春生不得已亲自开车上路。一场车祸发生了。刘春生轻伤,陶梅失去了一条腿……南安的官场地震了,官场上的人们沸沸扬扬了,骚动不安了。一场对人性党性的严峻考验,也开始了。
  • 刺杀李鸿章

    刺杀李鸿章

    人生的一切变化,一切魅力,一切美都是由光明与阴影构成的。1896年,李鸿章应邀参加沙皇尼古拉二世的加冕仪式。此行实为商谈《中俄密约》,达成中俄联盟,以遏制日本在远东势力的过分膨胀。临行前夕,李鸿章做了一个恶梦,梦见自己深陷狼群,四面楚歌。大清外交官陆云起受命先行前往俄阔,为恩师李鸿章扫除危险与障碍,却不幸遭人嫁祸,陷入绝境,受到狼群与俄国警方的双重追击。在他逃亡与追逐的途中,各方势力交错对抗,一个隐藏在西伯利亚深处的狼人帝国,一个刺杀李鸿章的阴谋赫然浮现。
  • 重生十五岁

    重生十五岁

    你还记得自己15岁的样子吗?是短了不能短的短发,宽宽松松的运动裤,L码的T恤,还有一张永远打瞌睡的忧郁脸,写不完的作业和理不清的思绪....如果有时光机,我最想回到2005年。我想好好学习,努力成为更好的人。