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美设计微型机器人可在针尖上跳舞

当前栏目:新闻|发布者:阿坚|来源:自动化网|发布时间:2020-08-21 06:48:01|阅读:

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据国外媒体报道,美国杜克大学的科学家最近表示,他们已经成功设计出一种微型机器人,它只有几微米大小,可以在比针尖还小的舞台上随着音乐起舞。

微型机器人可以在针尖上跳舞

经过杜克大学计算机专家多年的持续研究,没有明显控制系统的微型机器人现在向人们展示了他们高超的自我行动技能。杜克大学计算机和生物化学教授布鲁斯·唐纳德说,组装和控制这样的微型机器人是令人惊奇的。每个微型机器人都被制成压舌板,但它的尺寸只有几微米。它们比以前设计的微型机器人小100倍,也轻100倍。这些机器人以前被称为微电子系统机器人,它们可以在芯片上执行诸如在实验室内行走的任务。根据研究小组制作的视频,两个微型机器人可以随着施特劳斯的华尔兹音乐跳舞,它们的舞台只有1毫米。在另一个片段中,只要微型机器人的扫帚状手臂接触到物体的表面,它们就会以一种非常微妙的方式旋转,就像清扫垃圾的清洁工一样。

美设计微型机器人可在针尖上跳舞

新的研究总结描述了这个小组的最新成果:五个微型机器人在同一个控制系统下共同行动。在一份即将发表的报告中,唐纳德的研究团队写道,他们的工作首次实现了对一组微型机器人的无线控制。至于科学家们是如何实现这种“微集成”的,最新一期的《微电子系统》将公布其详细细节。微型机器人可以很小,因为它们不需要连接到外部控制系统。这种采用微芯片技术制造的机器人,由于其工作部件的电压不同,对同一全局控制信号的响应也不同。唐纳德说,全球控制就像细胞中的蛋白质对化学信号的反应。唐纳德还使用计算机算法来研究物体的生化反应过程。在新的研究报告中,唐纳德的团队向人们展示了这样一个场景,由于它们的大小和灵活性不同,五个微型机器人可以按照预先安排的方式前进、转身和转圈。

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自1992年以来,唐纳德参与了几个微型机器人的研究。他先是在科尔内尔大学工作,然后在斯坦福大学和达特茅斯大学工作,最后来到杜克大学。最早的微型机器人是以微生物纤毛为模型的,它可以执行诸如“在微芯片上移动”之类的动作。唐纳德说他们曾经在1平方英寸的面积上放置了15000个硅纤毛。在之前的一期《微电子系统》中,唐纳德和其他人描述了当时的微型机器人:它大约60微米宽,250微米长,10微米高,其能量来自工作物体的带电表面。通过一个“刮擦”型动力驱动器,微型机器人可以在像尺蠖这样的物体表面移动。它们一步只能走1到20亿分之一米,但是它们可以在一个时钟里走20,000步。

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在医学领域具有广阔的应用前景

美国科学家雷·库兹韦尔(Ray Kuzwell)表示,微型机器人将首先应用于医学领域,人工智能的传统概念将被彻底颠覆。雷·库兹韦尔认为,目前的技术水平已经达到生产微型机器人的阶段。美国科学家和欧洲科学家已经成功地开发了用于人类血管治疗的微型机器人,并且可以在毛细血管中移动的机器人将在不久的将来被生产出来。这种可以在毛细血管中移动的微型机器人的出现将彻底改变人工智能的传统理解。因为这种通过毛细血管运动的机器人可以通过毛细血管进入人脑,所以机器人可以通过控制更高级的操作,如人类脑细胞,实现一个全新的“人工智能”概念。

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科学家曾经认为人工智能机器人的瓶颈是单片机的运算速度不能适应机器人的大小。然而,这种能在毛细血管中运动的机器人成功地应用了最新的计算机芯片,并与人脑合作处理困难的操作,解决了体积和操作速度之间的矛盾。特别是在与人脑“智能合作”之后,人工智能的未来概念是——机器人智能与人脑的融合,以及人与机器的融合。目前,科学家通过现有的五种扫描技术,首次使人类能够看到大脑生成的过程和智能结构。科学家通过收集的大脑数据建立一个详细的人脑数学模型,用于机器人智能和人脑的融合。


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