根据工作机理的不同,大多数压力传感器可分为压阻式传感器、压电式传感器和电容式传感器。然而,这些设备通常需要额外的电源作为驱动力,并且输出信号往往与被测压力呈非线性关系,从而极大地限制了它们在未来生物电子设备中的应用。因此,对自供电压力传感器的开发是未来生物电子设备的发展趋势。这其中的关键问题是如何实现机械能和电能之间的线性转换和对压力方向的感知。利用电动能转换(EKEC)技术是一种行之有效的解决方...
在通常情况下,分子是采取无序随机的运用模式。但是一旦分子统一运动,就可以体现为物质的宏观机械运动。在生物界由于生物大分子的微观上统一行动导致宏观的机械运动现象十分常见。最常见的案例就是人体骨骼肌的宏观收缩,是由无数个肌动蛋白丝在10-12纳米的长度尺度上在肌凝蛋白丝上滑移,这些的肌动蛋白丝集体运动可以导致肌节收缩1 μm。当肌节收缩同时发生时,肌肉就能够产生足够的力量来移动身体。现如今,已经有大量...
类人机器人是外形和功能都与人类相似的智能机器,不仅可以为人类提供服务、帮助人类执行危险任务,而且其对生物功能的模仿反过来加深了我们对人类的了解认识。目前,放置大量传感器以获得更多的感知信息和实现高效计算是类人机器人的发展趋势。然而,由于冯诺依曼结构的限制,类人机器人面临着多重挑战,包括巨大的能量消耗、延迟瓶颈和缺乏仿生特性。在此现状下,神经形态器件,一种可以用来模仿生物神经系统中重要组件(突触、神...
昆虫界「空中杂技大师」的秘诀终于被科学家发现了,还成功制作了具有同样能力的机器人! 这位“大师”就是弹尾虫,它是一种没有翅膀的六足动物,之所以被称为“空中杂技大师”,是因为它可以利用身体进行受控地起飞和降落,甚至在半空中调整自己的方向,然后完美地落在同一地点。 具有同样运动机制的还有猫和壁虎,它们也可以在半空中摆正自己,但这是科学家第一次在六足动物身上观察到这一点。...
石墨烯是上世纪发现的著名二维材料,此后又发现了一维的碳纳米管,这些低维碳基材料具有独特的性质,包括高导电性、高机械强度和高导热系数等,在传感器、CMOS和其他纳米领域具有应用潜力。但这类材料固有的低拉伸性和低维特征,则妨碍了其大规模的应用。通过引入合理的设计,可以将材料单元组装成纳米到宏观尺度的超材料,例如具有3D纳米结构的热解碳、石墨烯泡沫和碳纳米管桁架等。...