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杜克大學設計微型機器人 可在針尖上跳舞

      據國外媒體報道,美國杜克大學的科學家日前稱,他們最近成功地設計出一款微型機器人,這款機器的尺寸只有數微米大小,可以在比針尖還小的舞台上隨著音樂翩翩起舞。
    
    微型機器人可在針尖上跳舞
    
    經過杜克大學計算機專家的多年連續攻關,沒有明顯控制系統的微型機器人現在向人們展示其自我行動的高超技藝。杜克大學計算機與生物化學教授布魯斯 -唐納德說,組裝並控制這樣一個個微型機器人簡直太神奇了。每個微型機器人都做成壓舌板的模樣,但尺寸只有數微米。它們要比先前設計的微型機器人小近百倍,重量則更輕。這種機器人此前被稱為微電動系統機器人,它們可以進行諸如在晶元實驗室內部走動等任務。根據該研究小組製作的視頻,兩個微型機器人可以隨著施特勞斯的華爾茲音樂翩翩起舞,而它們的舞台不過才1毫米大。在另一個片段中,只要這種微型機器人掃帚般的胳膊接觸到物體表面,它們就會以十分精巧的方式旋轉,就像垃圾清掃車清掃垃圾一樣。
    

杜克大學設計微型機器人 可在針尖上跳舞
    
    新的研究摘要描述了這個小組最新的成果:五個微型機器人在同一控制系統下集體行動。唐納德研究小組在將要發表一份報告中寫道,他們的工作首次實現了對一組多個微型機器人的無繩控制。至於科學家是如何實現這項「微型集成」的,即將出版的最新一期《微電動系統》雜誌將公布其詳細的細節。這種微型機器人之所以可以那麼小,是因為它們不用連接到外部控制系統上。採用微晶元技術製造的這種機器人,由於工作部分的電壓不同,它們「每個人」對相同的「全球控制信號」反應不一。唐納德說,全球控制就好比細胞里的蛋白質對化學信號的反應。唐納德還曾經使用計算機算法研究生物體的生化反應過程。在新的研究報告里,唐納德的小組向人們展示了這樣一幕,由於尺寸和柔韌性各有不同,五個微型機器人可以根據預先編排好的方式前進、轉身、圍攏。
    
    自1992年開始,唐納德已經參與研究了多款微型機器人。他先是在科內爾大學,然後是在斯坦福大學和達特茅斯大學工作,最後則來到杜克大學。最早的微型機器人是仿照微生物纖毛,這種機器人能夠進行「諸如在微型晶元上移動」等動作。唐納德說,他們曾經在1平方英寸的面積上安放過1.5萬個硅纖毛。在此前出版的一期《微電動系統》雜誌上,唐納德等人講述了當時那款微型機器人的情況:大約60微米寬,250微米長,10微米高,動力來自於工作對象的帶電錶面。通過一種「抓搔」型的動力驅動器,這種微型機器人可以像尺蠖那樣在物體表面上移動,它們一步只有10至20億分之一米,但一稱鍾可以走2萬步。
    
    在醫學領域應用前景廣闊
    
    美國科學家雷-庫茲威爾表示,微型機器人將會首先應用在醫學領域,而傳統的人工智慧的觀念將會被徹底顛覆。雷-庫茲威爾認為,目前的技術水平已經達到了生產微型機器人的階段,美國科學家和歐洲科學家已經成功的研製出用於人類血管治療的微型機器人,在不久的將來就會製造出可以在毛細血管里運動的機器人。而這種可以在毛細血管中運動的微型機器人的出現將徹底改變傳統觀念對人工智慧的理解。因為這種通過毛細血管運動的機器人,可以通過毛細血管,進入人類大腦,機器人可以通過控制人類腦細胞這樣更高級的操作,達到一種全新的「人工智慧」概念。
    
    科學家曾經認為人工智慧機器人的瓶頸在於微型電腦晶元的運算速度無法適應機器人的體積,但是這種可以在毛細血管中運動的機器人則成功的應用了最新的電腦晶元,通過與人腦配合來處理高難度運算,解決體積和運算速度矛盾的問題。特別是在與人腦進行「智能配合」後,未來的人工智慧的概念就是--機器人智能與人類大腦相互融合,人機合一。目前科學家通過已有的5種掃描技術,使得人類第一次能看到大腦生成思想的過程和智能化結構。科學家通過收集到的大腦數據建立起有關人類大腦的詳細數學模型,用於機器人智能與人類大腦的融合。
    
    另外,目前最新的超級計算機每秒鐘超過億次的計算速度,足以在將來的時候掃描大腦的所有區域,甚至可以超越人類腦細胞的運算極限。最終這些人工智慧機器人使用的智能終端將比人類更聰明,能將生物和非生物智能的優勢結合起來。雖然很多科學家擔心這是機器智能的外來入侵,是對人類文明的一種威脅。但是,機器人畢竟是人類製造出來的。目前,美國科學家正在嘗試把微型機器人放進血管。納米機器人就象人類白血球一樣,能針對特定的病原體無線下載軟體,在幾秒鐘的時間裡就能破壞病原體,而人體的白血球要花幾個小時的時間才能破壞病原體。科學家相信,將來使用同樣原理的微型人工智慧型機器人可以通過毛細血管進入大腦,控制和影響人類大腦。它們將增強人類的認知功能,真正地擴展人類的大腦。

 

阿波羅網責任編輯:紫薇 來源:新浪 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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