曆史上人類早就試圖讓機器擁有和人一樣的感覺能力。美國“信息論之父”香農,1950年製造了一隻機器老鼠,取名為“提修斯”。它借助地板上的許多磁鐵和電路,能夠從迷宮中探路而走,以最短路線通過迷宮。也是在1950年,英國神經學家沃爾特製造出很有名氣的機器烏龜,它是能夠自動行走的機器玩具。它身上有一個光電管作眼睛,光電管是一種受到光照射即可產生電信號的元件。它身上還有兩個電動機,機器烏龜就靠電動機驅動輪子移動。在有電時,它可以前後爬行,還可以轉圈,也能避開光源。如果電用完了,它能向著有光的地方爬去進行充電,充完電後再退回來。
1977年,美國電氣與電子工程師協會舉辦了機器小老鼠走迷宮競賽。迷宮由許多圍牆構成走道,有不少死胡同。小孝鼠從進口向裏走,開始找路。它身上帶有傳感器,能感覺出是否碰上圍牆。它是由電動機驅動身子下的輪子進行移動的,它身上有微電腦,由電腦計算出最短的路徑。電動機和傳感器向電腦提供行走了多少路程,電腦根據這些數據和程序產生控製信號,控製輪子前進和轉彎,使小老鼠以最快速度走到終點。這一例子,說明了機器人正在不斷向智能化發展,微型機器也是這樣。科學家設計了一種由納米電子材料製成的微型商務智能機器隻有一張名片大小。
要想讓納米機器人擁有各種各樣的能力,就要給它們裝上各種器官,科學家研究出了納米耳、納米鼻等,將來把它們裝在納米機器人上,那麼這些機器人可能真的就成了“超級小人”了。
下麵就讓我們看看這些微小的感官是什麼樣的:
納米耳
你的聽力足夠靈敏嗎?任何細小的聲音都逃不過你的耳朵?這是做不到的。然而科學家們正在研製一種人工耳:納米耳,它的敏銳度甚至能夠把細胞所發出的噪聲分辨出來。
這並非癡人說夢。美國航空航天噴氣推進實驗室的諾卡教授用模仿人耳的方法來製造納米耳。在入耳中,耳鼓所接受的聲音經過三塊骨頭傳到耳蝸,耳蝸內部有一排排毛細胞,細胞上部是一簇簇細絲,稱為靜纖毛。聲音振動使耳蝸中的液體活動,使這些靜纖毛飄蕩;每次靜纖毛晃動,都觸發被大腦理解為聲音的脈衝。諾卡教授和他的同事發現:碳納米管十分適於做人造靜纖毛,而且比鑽石還耐用。另一位教授發明了像草皮種植場種草那樣種植碳納米管的方法,使它大量被製造,用於生長納米耳。
實驗已證明,這種納米耳靈敏度大大超過人耳纖毛的潛力。耳朵裏的纖毛直徑為100納米左右,長度是一兩個微米,而現在製造的納米耳直徑隻有幾納米,長度卻有60微米,真可謂是又細又長。這樣就使得這種納米耳的靈敏度增高許多。也許有一天,這種人工耳可置於人體血液循環中,作為流動的納米聽診器,專門監聽細胞功能失調,甚至可以聽到癌細胞所發出的清晰聲音。這種納米耳完全生產並投入使用大概還需要一段時間。
納米鼻
美國斯坦福大學的研究人員發現,用納米碳管製成納米鼻,可以用來探測有毒的二氧化氮和氨氣。科學家希望這一發現將引出新一代的環境探測器,並在環保領域大顯神威。二氧化氮和氨氣會導致溫室效應和酸雨,因此它們在大氣中的含量必須被實時監測。工程師們還需要準確探測這些氣體在某些地方的濃度,例如測量燃煤工廠中這兩種氣體的濃度可以檢測除汙係統的有效性。但是,現有的探測技術成本高,不便移動作業,且所需溫度高。用納米碳管製成的探測器就可以解決這些問題。