日本研究出微型风速传感器,学者携“昆虫机器人”亮相MEMS2008

东京大学研究生院情报理工学系研究科教授下山?氲难芯啃∽榭?发成功了可安装在蜻蜓等昆虫的翅膀上,可分析翅膀动作的微型风速传感器,并在MEMS国际学会“MEMS2008”上结合现场演示进行了发表。

该小组开发的微型风速传感器尺寸约为3mm见方,厚度约为1mm。在3mm见方的芯片上配备了2个传感器,每个传感器的尺寸约为1.5mm×3mm。

下山研究小组在开发MEMS的同时,还研究昆虫的动作。这是受原东京大学工学系机械情报工学专业教授三浦宏文曾在该研究室研究昆虫活动的影响。此次传感器的开发目的是将MEMS技术应用于昆虫的动作解析中。

传感器采用在带电极的SOI底板上形成长约0.5mm、厚1μm以下的悬臂梁(悬臂弹簧)压电电阻的构造。压电电阻采用硅半导体,当风吹向悬臂,悬臂产生应变时,这一应变会使电阻发生变化,这样就会得到变形的数值,进而获得风的强度值。悬臂部分的重量仅为0.1μg。

传感器的性能方面,已确认可实现此前的目标——测量-2m/s～2m/s的风速。此前曾担心把传感器安装到1秒内上下振动数次的翅膀上,悬臂会因为翅膀的加速度而产生噪音。而此次也把其影响减小到了测定值的3～10%(标准5%),已确认实际应用时没有问题。“传感器的共振(固有)频率为10Hz以上,(对于数Hz的翅膀振动频率而言)基本不受影响”。

昆虫和MEMS成为课题之一

此次的MEMS 2008上,除上述成果外,还有几件关于在昆虫研究中应用MEMS的研究成果发布。尤其引人注目的发布是,在铜花金龟子和蛾的神经上安装电极、类似遥控玩具那样进行操控的技术。

美国国防部研究机构“国防高级研究计划局(DARPA)”07年公布了昆虫的准机器人计划“Hybrid Insect MEMS(HI-MEMS)”。此次关于铜花金龟子和蛾的研究也得到了DARPA的援助。

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