微型風速傳感器亮相MEMS2008,有望用于昆蟲機器人
http://m.henanjusheng.com 2008-01-22 16:48 來源:互聯(lián)網(wǎng)
東京大學研究生院情報理工學系研究科教授下山勲的研究小組開發(fā)成功了可安裝在蜻蜓等昆蟲的翅膀上,可分析翅膀動作的微型風速傳感器,并在MEMS國際學會“MEMS2008”上結合現(xiàn)場演示進行了發(fā)表。
該小組開發(fā)的微型風速傳感器尺寸約為3mm見方,厚度約為1mm。在3mm見方的芯片上配備了2個傳感器,每個傳感器的尺寸約為1.5mm×3mm。
下山研究小組在開發(fā)MEMS的同時,還研究昆蟲的動作。這是受原東京大學工學系機械情報工學專業(yè)教授三浦宏文曾在該研究室研究昆蟲活動的影響。此次傳感器的開發(fā)目的是將MEMS技術應用于昆蟲的動作解析中。
傳感器采用在帶電極的SOI底板上形成長約0.5mm、厚1μm以下的懸臂梁(懸臂彈簧)壓電電阻的構造。壓電電阻采用硅半導體,當風吹向懸臂,懸臂產(chǎn)生應變時,這一應變會使電阻發(fā)生變化,這樣就會得到變形的數(shù)值,進而獲得風的強度值。懸臂部分的重量僅為0.1μg。
傳感器的性能方面,已確認可實現(xiàn)此前的目標——測量-2m/s~2m/s的風速。此前曾擔心把傳感器安裝到1秒內(nèi)上下振動數(shù)次的翅膀上,懸臂會因為翅膀的加速度而產(chǎn)生噪音。而此次也把其影響減小到了測定值的3~10%(標準5%),已確認實際應用時沒有問題?!皞鞲衅鞯墓舱瘢ü逃校╊l率為10Hz以上,(對于數(shù)Hz的翅膀振動頻率而言)基本不受影響”。
昆蟲和MEMS成為課題之一
此次的MEMS 2008上,除上述成果外,還有幾件關于在昆蟲研究中應用MEMS的研究成果發(fā)布。尤其引人注目的發(fā)布是,在銅花金龜子和蛾的神經(jīng)上安裝電極、類似遙控玩具那樣進行操控的技術。
美國國防部研究機構“國防高級研究計劃局(DARPA)”07年公布了昆蟲的準機器人計劃“Hybrid Insect MEMS(HI-MEMS)”。此次關于銅花金龜子和蛾的研究也得到了DARPA的援助。