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浅析纳米机器人的三种系统

发布时间:2022-06-26      点击次数:238
  纳米机器人具体来说其在纳米尺度具有如下一种或多种功能,驱动、传感、抓取、信号传递和信息处理等。除此之外,在未来其还应具有群体智能、自我装配与复制、纳米世界与宏观世界交互的能力。
  纳米机器人的研究进行到了哪一步呢?目前,仍未实现具有全功能完全自主的纳米机器人,可以做到的是,大机器抓取纳米尺度的小东西,制造一些纳米器件(纳米传感器,纳米马达,纳米计算机等),基于生物分子和纳米粒子具有简单功能的纳米机器人。
  纳米机器人的三种系统:
  第一种,NanoManipulators。简单来说,就是用大机器抓取纳米尺度的小东西。比如,可以使用该系统将锌原子摆出一个“IBM”的图案。该系统主要由扫描探针显微镜构成(scanning probe microscopes,简称SPM),SPM有一个纳米尺度的针尖,可使用该针尖实现对纳米器件的成像与移动。但SPM仅有x-y-z三个自由度,灵活性达不到使用要求。后来,出现了纳米机械手(nanorobotic manipulators ,简称NRM),其拥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台多自由度NRM,其拥有10自由度。现今,多自由度NRM已经商业化。
  第二种,BioNanorobotics。其主要由纳米部件(蛋白质、DNA)组成。使用自然界现成的一些生物纳米器件制作机器人,这些生物纳米器件可以产生运动、力或信号,具有高效率和可靠性的优点。
  第三种,磁控纳米机器人系统(Magnetically Guided NanoRobotic Systems)。简单来说,该系统的核心是一些带铁磁材料的微粒,其在外界磁场的作用下实现6自由度的运动,通过核磁共振对这些微粒成像,进而可控制微粒到达期望位置。
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