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日本開發(fā)可安裝在蜻蜓翅膀上的微型風速傳感器
作者：野澤 哲生
來源：日經(jīng)BP社
日期：2008-01-21 08:49:04
摘要：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”（美國亞利桑那州圖森市，08年1月13～17日）上結(jié)合現(xiàn)場演示進行了發(fā)表。
關(guān)鍵詞：傳感器
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。
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(gòu)造。壓電電阻采用硅半導(dǎo)體，當風吹向懸臂，懸臂產(chǎn)生應(yīng)變時，這一應(yīng)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(yīng)用時沒有問題。“傳感器的共振（固有）頻率為10Hz以上，（對于數(shù)Hz的翅膀振動頻率而言）基本不受影響”（山下研究小組發(fā)布人員）
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(guān)于在昆蟲研究中應(yīng)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(shù)（均在1月17日）。
美國國防部研究機構(gòu)“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(guān)于銅花金龜子和蛾的研究也得到了DARPA的援助。
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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(gòu)造。壓電電阻采用硅半導(dǎo)體，當風吹向懸臂，懸臂產(chǎn)生應(yīng)變時，這一應(yīng)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(yīng)用時沒有問題。“傳感器的共振（固有）頻率為10Hz以上，（對于數(shù)Hz的翅膀振動頻率而言）基本不受影響”（山下研究小組發(fā)布人員）
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(guān)于在昆蟲研究中應(yīng)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(shù)（均在1月17日）。
美國國防部研究機構(gòu)“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(guān)于銅花金龜子和蛾的研究也得到了DARPA的援助。
