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2001年第3期

中国最小机器人上岗

  注射机器人让生物实验员下岗

  天津南天大学机器人与信息自动化研究所卢桂章教授说,他们研制成功的“可给细胞注射的全自动微操作机器人”,被称作“面向生物医学工程的微操作机器人系统”全自动化操作在世界尚属首创。

  据悉,目前,能够从事这种高精密度操作的实验人员,至少要经过两三年的严格培训,成本很高,成功率只有百分之一。这就决定了这项技术只能有少数人可以掌握,在一定程度上制约了生物工程、细胞工程的科研发展。

  卢教授认为,这种机器人的研制成功就意味着成功率极低的用于细胞的手工操作将会被机器人的精密操作所取代。这也将使生物实验人员从高精密度、操作单调的手工显微实验中解放出来,并将会对生物工程、转基因动物研究工作的发展起到促进作用。

  一步走1微米的机器人可放大上千倍的图像

  微操作机器人是一个倒置的显微镜和载物平台,电动控制其所有的运动,它可在计算机的控制下精确完成多种形式的运动。对称安装于显微镜两侧的有着三维自由度的操作臂,在高精度的电机操作下,它每走一步仅为1微米。

  这个操作臂可夹持细微工具在三维空间中做各种显微运动。这台微型机器人的显微镜上安装了CCD摄像机,可适时地将放大了几千倍的图像信息传送到控制计算机中,人们可以直接观察屏幕上显示的图像,操作鼠标,完成一些高精度的细微操作。用它完成的细胞转基因注射成功率可达到50%。这项微操作系统还可以成功地进行染色体的切割、细胞分离、细胞融合等操作。

  特别背景

  微型机器人,又称为“明天的机器人”,它与智能机器人一起成为科学家们追求的目标。日本东京大学的1名教授对微型机器人与超微型机器人的尺寸下了一个基本的定义:1-100毫米为小型;10微米-1毫米为微型;10微米以下为超微型。

  微型机器人的发展依赖于微加工工艺、微传感器、微驱动和微结构4个支柱。现已研制出直径20微米、长150微米的铰链连杆,200×200微米的滑块结构,以及微型齿轮、曲柄等。

  超微型机器人是1种极度缩小了的机器人,它只有人的头发丝那样粗细,可以在人体血管中穿行,消除癌变或修复损伤的组织。

  现在,微型机器人的作业能力已达到了分子、原子级水平。其已远远超过了艺术家在头发丝上作画的程度。微型机器人还可以用于精密制造业的加工,用它制造存贮量更大的计算机存贮芯片,以及精度更高的“超平面磨床”等。

  应用微型机器人技术,各种各样的航天测量可变得更为轻巧,磁带录音机之类的家用电器也会变得更加小巧和多用。电视屏幕可以做得既大又薄,屏幕上的各点的光亮度,可由微型机器人控制的光闸自动控制。

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