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淺析納米機器人的三種系統(tǒng)

更新時間:2022-06-26點擊次數(shù):2036
  納米機器人具體來說其在納米尺度具有如下一種或多種功能,驅動、傳感、抓取、信號傳遞和信息處理等。除此之外,在未來其還應具有群體智能、自我裝配與復制、納米世界與宏觀世界交互的能力。
  納米機器人的研究進行到了哪一步呢?目前,仍未實現(xiàn)具有全功能*自主的納米機器人,可以做到的是,大機器抓取納米尺度的小東西,制造一些納米器件(納米傳感器,納米馬達,納米計算機等),基于生物分子和納米粒子具有簡單功能的納米機器人。
  納米機器人的三種系統(tǒng):
  第一種,NanoManipulators。簡單來說,就是用大機器抓取納米尺度的小東西。比如,可以使用該系統(tǒng)將鋅原子擺出一個“IBM”的圖案。該系統(tǒng)主要由掃描探針顯微鏡構成(scanning probe microscopes,簡稱SPM),SPM有一個納米尺度的針尖,可使用該針尖實現(xiàn)對納米器件的成像與移動。但SPM僅有x-y-z三個自由度,靈活性達不到使用要求。后來,出現(xiàn)了納米機械手(nanorobotic manipulators ,簡稱NRM),其擁有更多的自由度和更高的定位精度。2001年,福田敏男研制出了第一臺多自由度NRM,其擁有10自由度。現(xiàn)今,多自由度NRM已經(jīng)商業(yè)化。
  第二種,BioNanorobotics。其主要由納米部件(蛋白質、DNA)組成。使用自然界現(xiàn)成的一些生物納米器件制作機器人,這些生物納米器件可以產(chǎn)生運動、力或信號,具有高效率和可靠性的優(yōu)點。
  第三種,磁控納米機器人系統(tǒng)(Magnetically Guided NanoRobotic Systems)。簡單來說,該系統(tǒng)的核心是一些帶鐵磁材料的微粒,其在外界磁場的作用下實現(xiàn)6自由度的運動,通過核磁共振對這些微粒成像,進而可控制微粒到達期望位置。
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