⑴ 石墨烯未來前景怎麼樣
根本沒有任何前景,幾十年內任何對石墨烯應用落地的期望都是空想。
首先你想想為什麼石墨烯當年能得獎?是因為它有什麼大好的應用前景嗎?誒,你別說,有一部分原因還確實是,感興趣的可以親自看一下諾貝爾官網上對2010年諾貝爾獎的評述和背景分析。你再看看現在各種XXXXNano、XXXXmaterial上發的東西,對比著看你就知道為什麼我說沒有什麼落地的期望了。
The Nobel Prize in Physics 2010
www.nobelprize.org
圖標
其實任何熱門領域都是這樣的,好比隔壁機器學習,一開始都吹的巨牛逼,但是其實大家都涌進來以後很快就會發現裡面的桎梏。其實在曹原18年那兩篇nature出來以前這個領域的內容基本就快si光了,屬於熱度到谷底階段的時期了,這兩篇文章下去,又把這個領域給盤活了。但是我個人覺得,其實曹原的文章的開創性不在石墨烯本身上,而是如果我們將兩個二維周期性結構以特殊的方式疊放在一起我們就可以通過這兩個解構之間的夾角來調控解構整體的物理性質。曹原的文章出來以後其實你也可以看到各種其他的文章是將這種二維周期性的解構疊在一起加一個傾角來調整性能的,比如我自己就見過做二維光子晶體用這種方式去做一種新的光學器件的文章。但是有人就是不明白這個道理,非要跟石墨烯較勁,你自己不明白就算了,現在已經發展成一個不明白的帶著一群不明白的人越來越走在一條走不明白的路上。
所以本來有關石墨烯的研究的目的都是通過石墨烯來認識二維體系的性質,大家是沖著二維結構來的,不是沖著石墨烯來的,是沖著形而上的東西來的,不是沖著形來的。以各個材料系為首對石墨烯的各種折騰希望石墨烯能導熱導電取代現有工業材料變身金剛葫蘆娃一躍帶人類開啟下一次工業革命進入後後後現代社會從一開始就是材料系物理知識不扎實而導致的一個誤會,你說你通過一個誤會能得到什麼呢?你只能得到一個更大的誤會。
⑵ 戴森球計劃石墨烯用什麼機器做
用冶煉設備做。
拓展資料:《戴森球計劃》是一款由重慶柚子貓游戲製作的科幻沙盒建造游戲,於2021年1月21日由Gamera Game發行。
該游戲中,玩家們前往陌生的星系,建造戴森球,從一無所有白手起家,採集資源,規劃設計生產線,逐步實現全自動化,將工廠從一個小作坊,發展成為龐大的跨星系工業帝國。
《戴森球計劃》中的石墨烯是非常好用的特殊材料,想要獲得推薦繼續升級科技,直到找到可燃冰礦或者開采有可燃冰的氣態星球,然後根據合成表直接用可燃冰製作石墨烯就可以了。
⑶ 人工智慧的發展概況
探討人工智慧,就要回答什麼是智能的問題,綜合各類定義,智能是一種知識與思維的合成,是人類認識世界和改造世界過程中的一種分析問題和解決問題的綜合能力。對於人工智慧,美國麻省理工學院的溫斯頓教授提出「人工智慧就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作」,斯坦福大學人工智慧研究中心尼爾遜教授提出「人工智慧是關於知識的學科――怎樣表示知識以及怎樣獲得知識並使用知識的科學」。綜合來看人工智慧是相對人的智能而言的。其本質是對人思維的信息過程的模擬,是人的智能的物化。是研究、開發模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。
(一)感知、處理和反饋構成人工智慧的三個關鍵環節
人工智慧經過信息採集、處理和反饋三個核心環節,綜合表現出智能感知、精確性計算、智能反饋控制,即感知、思考、行動三個層層遞進的特徵。
智能感知:智能的產生首先需要收集到足夠多的結構化數據去表述場景,因此智能感知是實現人工智慧的第一步。智能感知技術的目的是使計算機能 「聽」、會「看」,目前相應的計算機視覺技術和自然語言處理技術均已經初步成熟,開始商業化嘗試。
智能處理:產生智能的第二步是使計算機具備足夠的計算能力模擬人的某些思維過程和行為對分析收集來的數據信息做出判斷,即對感知的信息進行自我學習、信息檢索、邏輯判斷、決策,並產生相應反映。具體的研究領域包括知識表達、自動推理、機器學習等,與精確性計算及編程技術、存儲技術、網路技術等密切相關,是大數據技術發展的遠期目標,目前該領域研究還處於實驗室研究階段,其中機器學習是人工智慧領域目前熱度最高,科研成果最密集的領域。
智能反饋:智能反饋控制將前期處理和判斷的結果轉譯為肢體運動和媒介信息傳輸給人機交互界面或外部設備,實現人機、機物的信息交流和物理互動。智能反饋控制是人工智慧最直觀的表現形式,其表達能力展現了系統整體的智能水平。智能反饋控制領域與機械技術、控制技術和感知技術密切相關,整體表現為機器人學,目前機械技術受制於材料學發展緩慢,控制技術受益於工業機器人領域的積累相對成熟。
(二)深度學習是當前最熱的人工智慧研究領域
在學術界,實現人工智慧有三種路線,一是基於邏輯方法進行功能模擬的符號主義路線,代表領域有專家系統和知識工程。二是基於統計方法的仿生模擬的連接主義路線,代表領域有機器學習和人腦仿生,三是行為主義,希望從進化的角度出發,基於智能控制系統的理論、方法和技術,研究擬人的智能控制行為。
當前,基於人工神經網路的深度學習技術是當前最熱的研究領域,被Google,Facebook,IBM,網路,NEC以及其他互聯網公司廣泛使用,來進行圖像和語音識別。人工神經網路從上個世紀80年代起步,科學家不斷優化和推進演算法的研究,同時受益於計算機技術的快速提升,目前科學家可以利用GPU(圖形處理器)模擬超大型的人工神經網路;互聯網業務的快速發展,為深度學習提供了上百萬的樣本進行訓練,上述三個因素共同作用下使語音識別技術和圖像識別技術能夠達到90%以上的准確率。
(三)主要發達國家積極布局人工智慧技術,搶占戰略制高點。
各國政府高度重視人工智慧相關產業的發展。自人工智慧誕生至今,各國都紛紛加大對人工智慧的科研投入,其中美國政府主要通過公共投資的方式牽引人工智慧產業的發展,2013財年美國政府將22億美元的國家預算投入到了先進製造業,投入方向之一便是「國家機器人計劃」。
在技術方向上,美國將機器人技術列為警惕技術,主攻軍用機器人技術,歐洲主攻服務和醫療機器人技術,日本主攻仿人和娛樂機器人。
現階段的技術突破的重點一是雲機器人技術,二是人腦仿生計算技術。美國、日本、巴西等國家均將雲機器人作為機器人技術的未來研究方向之一。伴隨著寬頻網路設施的普及,雲計算、大數據等技術的不斷發展,未來機器人技術成本的進一步降低和機器人量產化目標實現,機器人通過網路獲得數據或者進行處理將成為可能。目前國外相關研究的方向包括:建立開放系統機器人架構(包括通用的硬體與軟體平台)、網路互聯機器人系統平台、機器人網路平台的演算法和圖像處理系統開發、雲機器人相關網路基礎設施的研究等。
由於深度學習的成功,學術界進一步沿著連接主義的路線提升計算機對人腦的模擬程度。人腦仿生計算技術的發展,將使電腦可以模仿人類大腦的運算並能夠實現學習和記憶,同時可以觸類旁通並實現對知識的創造,這種具有創新能力的設計將會讓電腦擁有自我學習和創造的能力,與人類大腦的功能幾無二致。在2013年初的國情咨文中,美國總統奧巴馬特別提到為人腦繪圖的計劃,宣布投入30億美元在10年內繪制出「人類大腦圖譜」,以了解人腦的運行機理。歐盟委員會也在2013年初宣布,石墨烯和人腦工程兩大科技入選「未來新興旗艦技術項目」,並為此設立專項研發計劃,每項計劃將在未來10年內分別獲得10億歐元的經費。美國IBM公司正在研究一種新型的仿生晶元,利用這些晶元,人類可以實現電腦模仿人腦的運算過程,預計最快到2019年可完全模擬出人類大腦。
(四)高科技企業普遍將人工智慧視為下一代產業革命和互聯網革命的技術引爆點進行投資,加快產業化進程。
谷歌在2013年完成了8 家機器人相關企業的收購,在機器學習方面也大肆搜羅企業和人才,收購了DeepMind和計算機視覺領軍企業Andrew Zisserman,又聘請DARPA原負責人 Regina Dugan負責顛覆性創新項目的研究,並安排構建Google基礎演算法和開發平台的著名計算機科學家Jeff Dean轉戰深度學習領域。蘋果2014 年在自動化上的資本支出預算高達110 億美元。蘋果手機中採用的Siri智能助理脫胎於美國先進研究項目局(DARPA)投資1.5億美元,歷時5年的CALO( Cognitive Assistant that Learns and Organizes)項目,是美國首個得到大規模產業化應用的人工智慧項目。Amazon計劃在2015 年能夠使用自己的機器人飛行器進行快遞服務。韓國和日本的各家公司也紛紛把機器人技術移植到製造業新領域並嘗試進入服務業
(五)人工智慧的實際應用
人工智慧概念從1956年提出,到今天初步具備產品化的可能性經歷了58年的演進,各個重要組成部分的研究進度和產品化水平各不相同。人工智慧產品的發展是一個漸進性的過程,是一個從單一功能設備向通用設備,從單一場景到復雜場景,從簡單行為到復雜行為的發展過程,具有多種表現形式。
人工智慧產品近期仍將作為輔助人類工作的工具出現,多表現為傳統設備的升級版本,如智能/無人駕駛汽車,掃地機器人,醫療機器人等。汽車、吸塵器等產品和人類已經有成熟的物理交互模式,人工智慧技術通過賦予上述產品一定的機器智能來提升其自動工作的能力。但未來將會出現在各類環境中模擬人類思維模式去執行各類任務的真正意義的智能機器人,這類產品沒有成熟的人機介面可以借鑒,需要從機械、控制、交互各個層面進行全新研發。
希望我的回答可以幫到您哦
⑷ 石墨烯對於現代化機械工程、醫學方面有哪些具體的作用
引言:當前,我國十分重視科技創新能力的提升。石墨烯作為科學界的「吉祥物」,其擁有的電學、力學、光學、熱性能和高比表面積等性能,應用在人類生活的諸多領域,未來市場前景廣闊,被視為21世紀的「革命性材料」。
為了要賦予單層石墨烯某種電性,會按照特定樣式切割石墨烯,形成石墨納米烯帶。切開的邊緣形狀可以分為鋸齒形和扶手椅形。石墨烯納米帶的二維結構具有高電導率、高熱導率、低雜訊,這些優良品質促使石墨烯納米帶成為集成電路互連材料的另一種選擇,有可能替代銅而被廣泛應用。說白了是良好的導體。
⑸ 超限機器人是什麼樣的,比如說納米機器人
美國密歇根州立大學電氣及計算機工程系傑出教授、中國科學院沈陽自動化研究所的席寧在機器人大會上作題為《超限機器人技術:應用與挑戰》的報告。
原文來自人工智慧學家的整理:《人工智慧與機器人專家發言全記錄(上),2015 世界機器人大會速遞》。為方便閱讀,雷鋒網(搜索「雷鋒網」公眾號關注)做了不改變原意的編輯。
從這兩個方面,推動和拉動了機器人技術的發展。所以我們從新技術的出現和新應用的出現來談一下機器人的發展。
當機器人最開始出現的時候,機器人和人在同樣的環境里進行工作,發展機器人主要的目的是代替人。由於信息技術的發展,從機器人簡單地代替人,現在發展到可以擴展人的能力,機器人除了能夠干一些人能幹不想乾的工作以外,還能幹一些人幹不了工作。比如機器人聯網後,我們人可以通過網路控制遠處的機器人,就可以做一些人夠不著、摸不著的事情,所以信息技術給機器人的提供了新的動力,同時也提供了新的應用。
另一方面,納米和微納米技術的發展也給機器人提供了新的應用領域。
比如在微納米領域,最具有挑戰性的問題就是環境非常小,我們要操作的位置也非常小,是看不見、摸不著的,現在機器人把原來看不見、摸不著的東西變得能看到、能摸著,擴展了人在微小環境里的加工能力。生物技術的發展也給機器人提供了很多新的應用領域,但是生物領域跟傳統的製造業不太一樣,因為細胞生活在特定的生理條件下,要把機器人技術推廣到這個領域,不僅是操作的物質很小,環境也很特別。
所以從這三個方面講,機器人能夠擴展人的能力,能夠克服距離給人帶來的困難,也能克服尺度給人帶來的困難,還能夠克服環境給人帶來的困難,比如生理環境。綜合起來,機器人除了簡單地代替人以外,還能拓展人的能力,這就是我們所說的超限機器人,超越人的限度,克服距離、尺度和環境給人類帶來的困難。
下面講一下這方面我們做的具體工作。
信息技術給人的發展帶來了什麼新的機遇和應用?
機器人最重要的應用就是自動化,機器人是自動化的工具。但是要達到自動化的目的,首先要有機器人,同時還要有感測器,這兩個東西結合起來才能產生自動化。
因為通過感測器可以把物理世界的信息變成數據,通過對數據的分析可以作決策,反過來作用到物理世界上,這就是自動化的過程。
現在機器人和感測器變成了一個從信息世界、數據和物理世界中間的交互工具,所以機器人從簡單的代替人的工具變成了一個互聯網基礎設施,這個就是信息技術發展帶給機器人的新角色。
通過機器人聯網,我們可以形成所謂的物聯網,機器人通過感測器可以監測環境,同時還可以通過物聯網和機器人可以遠程使用加工設備進行加工。
這樣可以把原來距離給人類帶來的困難通過機器人技術和網路技術克服了。同時還可以通過網路進行一些醫療的診斷和治療,通過網路讓機器人做一些安全和國防方面的工作。
具體開發技術有哪些?
我們通過網路和機器人的結合,可以進行遠程的感知和操作。這樣,網路不僅能夠傳播信息、數據、聲音等多媒體信息,現在通過網路還可以傳播動作、感覺,把這些動作、感覺和傳統的聲音、圖像結合起來,就要叫超媒體。
這有什麼應用呢?
首先可以通過互聯網支持遠程醫療服務,進行乳腺癌的遠程診斷。
我們知道乳腺癌傳統的診斷手段是通過 X 光,但是 X 光診斷只能診斷出 80%左右的腫瘤,由於腫瘤的位置和大小的不一樣,有 20%不能通過 X 光診斷,要通過醫生用手摸的辦法來診斷。這個就跟醫生的經驗很有關系,在很多邊遠地區沒有這種有經驗的醫生,我們通過機器人技術和網路技術結合起來,醫生可以通過網路進行診斷,機器人不僅可以操作,本身還有感測器,可以把病人身體上的感覺通過網路傳到一個遠程的地方,通過裝置再現出來,這樣醫生在遠程通過裝置和機器人就能夠感覺到機器人感覺的信息,醫生就可以直接對這個病人進行診斷。通過網路和機器人把病人和醫生之間的距離拉近了。
在製造方面,現在很多工廠都是由於勞動力價格的原因設置在別的國家。
比如說美國汽車的座椅是在美國設計的,但是生產可能在墨西哥生產,所以要對座椅的質量進行檢測。怎麼檢測呢?是人摸這個椅子,感覺軟硬程度進行打分,判斷這個椅子達沒達到要求。
但是遠程的情況下通過機器人技術,機器人帶有感測器,通過機器人摸這個椅子,把感覺通過網路傳過去,設計人員在遠程摸這個裝置,跟直接摸這個椅子的感覺是完全一樣的,這樣能夠進行質量控制以及幫助他們進行設計。通過機器人和網路技術就把生產和設計中間的距離縮短了。同時我們還可以用這種技術進行客戶定製,比如你現在去買車,每個椅子都是一樣,但是如果有這個機器人技術,通過數學模型把感覺再現出來,買車的時候可以一直摸,直到選出合適的,然後根據數據造出一個椅子,滿足你的需求。這里主要的觀點是通過機器人技術把設計、生產和用戶之間的距離縮小了。
微納米技術給機器人的發展有什麼推動和新的應用?
我們知道微納米技術的發展重要的方面是出現了很多新的材料,如納米碳管、石墨烯,把這些材料變成有用的裝置,比如感測器、電子元器件,其中很重要的過程就是製造過程。
在製造過程中,我們需要有工具,還有一些加工過程。我們有車床、銑床和裝配的過程。但是在微納米領域,由於材料尺寸非常小,看不到也摸不著,就給加工帶來了很多困難,要做到這一點首先要開發一些新的工具和新的製造手段,這樣才能把微納米材料變成變成有用的元器件。
機器人技術就在這裡面起到了一個很重要的作用,幫助人們把原來看不到、摸不著的,變成了能看到、能摸著的,還可以進行裝配和生產。我們開發了一套微納米的機器人,這個機器人可以把納米環境中物質之間的作用力直接拓展,讓操作者可以感覺到,這樣可以直接控制微納米機器人,對微納米尺度的物質和材料進行操作,而且可以自動的進行操作和裝配。
舉一個例子,這個是一個納米線,在納米線里黑的箭頭就是納米機器人,通過納米機器人的操作,我們可以自動的把納米顆粒進行移動,把納米線進行移動,把它裝配成你設計的形狀。
其中的CAD 模型,就設計了一個三角形,把納米線弄成三角形,把三個納米顆粒放在中間。由於這個設計,可以自動轉化成機器人的裝配程序,納米機器人自動按照一定的順序把這個材料裝配起來,整個過程是自動的。
我們納米線的尺度只有 100 納米,頭發的平均直徑是 100 個微米,這個就等於是 100 千分之一頭發的直徑,是非常小的。
我們通過這個技術開發了一套生產製造系統,直接對納米線的加工進行裝配。
首先是納米線和納米碳管,把它做成感測器,這裡麵包括從材料的選取、裝配、電特性的測試到分裝的整個加工過程,通過這個過程製造納米器件和感測器。通過這個製造了一個紅外感測器,由於納米線有很多獨特的性質,比如熱雜訊非常小,靈敏度非常高。所以用納米線做出的紅外感測器靈敏度高,而且由於它的熱雜訊小,也不需要冷卻系統,所以能夠做出高靈敏度、小體積的紅外感測器。
但是要做到這一點主要的困難是必須有可靠的加工裝配手段,因為納米碳管必須做的非常非常小,傳統的做法根據沒有辦法裝配出納米紅外感測器。
再講一個納米機器人在生物醫葯領域的應用,我們知道機器人技術最成功的應用領域是製造業,特別是汽車製造業。
我們今天早上說過 90%的工業機器人都用於汽車製造的過程。而生物醫葯領域的產值遠遠大於汽車行業,但是在新葯開發的過程中,很多過程都是人工的。裝配汽車一般的技術工人是高中畢業就可以了。但是在新葯開發過程中研究人員至少要大學畢業,很多是碩士、博士,所以開發成本是非常高的。怎麼把這個過程自動化是一個非常重要的工作,是今天醫葯行業面臨的一個很大的挑戰。最重要的一點是我們希望怎麼把機器人的技術用於新葯開發的過程。
其實最簡單就是要解決三個問題,一個是感測器感知的問題,在新葯開發裡面試驗做新葯,要有辦法測量葯效,這是一個感知的過程。同時要有一個操作的過程,就是把葯放到指定的地方,控制整個過程。怎麼把原來在汽車製造業的技術用於新葯開發,如果能夠做到這一點,經濟效益會非常高。
但是這裡面臨著很大的挑戰,為什麼?
汽車裡面的零件都是人設計的,尺寸都一樣的,有誤差但是很小,是一個結構性的環境,對機器人做高速重復性工作是很有利的。但是在新葯開發的過程中要實驗,可能在細胞上試驗,每一個細胞長的不一樣,位置也不一樣,是非結構性的環境,怎麼克服這個環境,能夠把機器人用於新葯的開發,是一個很重要的技術問題。
現在開發一個新葯要 10-15 年的時間,要花 10-15 億美元。像輝瑞制葯這樣的公司每年只能開發出 1-2 個新葯,花費的錢很多。人類卻不斷出現新的疾病,病越來越多,研發葯物的費用越來越高,出現的新葯越來越少,是人類面臨的很大挑戰,解決這個問題重要的途徑就是把新葯開發的過程自動化,如果能夠自動化,帶來的效益是非常高的。
整個汽車行業的價值是 8650 億美元,人們估計機器人和自動化技術產生了 6560 億的價值,如果不用機器人、自動化,現在的產值也就 2000 多億,自動化和機器人帶來了 6000 多億的產值。如果用同樣的模式把這個轉移到制葯工業,比汽車產值大,達到 9800 億,而且自動化程度非常低,潛在的價值有 6800 多億的空間。如果能夠成功的把機器人和自動化用於新葯開發,產生像今天汽車工業這么大的應用,能夠創造五六千億的價值,這是潛在非常大。但問題和挑戰也是很大,困難也是很多的。
我們在這方面做了一個工作,我們要開發一套自動化的系統,就像今天的生產自動化一樣,不是裝配零件而是開發新葯,傳送帶送來的都是細胞,用機器人把葯物放在細胞上這是一個操作過程,同時進行測量,看葯物的效果,這樣要高速的進行這個過程,這樣才能提供效率,在短時間內對大量的葯物直接在細胞上進行篩選,就可以提高新葯開發的效率。要做到這樣,需要操作、感測、控制,這就是機器人技術在裡面起到的作用。
下面舉兩個具體的例子。一個是我們跟沈陽自動化所合作進行的研究。
我們知道淋巴癌是非常致命的一種癌症,死亡率非常高。但是現在人們開發了一種靶向治療葯物,這種葯物在淋巴癌細胞上有一個靶點,叫 CD20,它是一個受體,如果把這個美羅華這種抗體結合到 CD20 的受體上,就可以把癌細胞殺死。這個對放療和化療都有好處,因為做化療不管是正常細胞還是癌細胞都殺死,把人的免疫能力破壞了,所以副作用特別大,但是這個沒有副作用,所以叫靶向治療,它只殺癌細胞。但問題是有很多人雖然有同樣的淋巴癌,但是沒有效果,有些人卻很有效果。
這是一個很重要的問題。在你進行治療之前,如果你能夠預測治療的效果,對醫生進行治療的決定一個很重要的信息。
但是在治療之前,你怎麼能知道治療效果呢?
現在我們就開發了一種技術,把病人的瘤細胞取出來,用納米機器人把美羅華的抗體抓起來,直接放到 CD20 的受體上,然後進行測量,看看能不能把癌細胞殺死。我們發現同樣的癌細胞,CD20 和美羅華的結合率是一樣的。如果結合率太小殺不死癌細胞,結合率大就可以殺死。
有了這項技術就可以在治療前把病人的癌細胞取出來,然後進行測量,看看美羅華能不能把癌細胞殺死,如果能夠殺死的話,我們再進行資料,這樣的話就能夠預測治療的效果,給醫生對病人的治療方案起到了很重要的作用,不僅節省病人的費用,同時也節省了很多時間。我們用納米機器人把美羅華的分子抓起來,放到病人 CD20 的受體上進行測量,通過對測量結果的大量統計,我們會獲得數據,知道當結合率達到一定程度的時候治療結果是怎樣的,這樣給醫生提供重要的信息,對於癌症的治療起到很好的作用。
再有一個工作是幫助新葯開發。我們知道很多人的聽力不好,為什麼?
人的耳朵里有一種絨毛細胞,我們說話的時候,絨毛會震動,絨毛通過震動打開了與細胞上的離子通道,然後離子進入細胞,然後從這個細胞傳到神經上,人們就能夠聽到東西,這是聽力的過程,很多人的絨毛細胞有問題。通過振動產生、打開了細胞上的離子通道,離子電流進入細胞,這個細胞傳到神經上,人們就能夠聽到東西了,這是聽力工作的過程,但是很多人的絨毛細胞有問題,機械震動以後打不開離子通道,就產不了離子電流,所以就會聽不到或者某些頻道的聲音聽不到。
在治療這種病人時,可以通過實驗就知道某種細胞有作用或者沒有作用。做要這一點要有手段,第一要把葯物放進去,第二要對細胞進行測量,還要有辦法測量離子通道,我們開發了一套系統,通過納米機器人,可以產生這種直接推動絨線同時測量離子電流,這樣的話在小的環境中,我們就可以對葯物進行高速的篩選,開發出新的葯物就治療跟絨線細胞有障礙的有關的聽力的問題。
今天講這幾個例子主要想說明一點:
機器人技術除了代替人以外,更重要還能拓展人的功能,能夠做一些人做不到的事情,通過跟信息技術結合可以在遠出進行感知和控制。
通過納米機器人可以在微小的環境中進行感知和控制,能夠克服由於距離、尺度、環境給人帶來的困難,然後進行操作和控制。在我們看不到的空間里有一個廣泛的空間。機器人除了代替人在我們的范圍內有廣泛的應用以外,我們再走一步,在看不到、摸不著的環境里,機器人同樣可以起到很大的作用,創造很大的價值,為人類做出很大的貢獻。
謝謝大家。
⑹ 石墨烯是什麼
石墨烯(Graphene):是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一個碳原子厚度的二維材料。2004年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯,而證實它可以單獨存在,兩人也因「在二維石墨烯材料的開創性實驗」為由,共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。
石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料,它幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光」;導熱系數高達5300
W/m·K,高於碳納米管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V·s,又比納米碳管或硅晶體*高,而電阻率只約10-6
Ω·cm,比銅或銀更低,為目前世上電阻率最小的材料。因為它的電阻率極低,電子跑的速度極快,因此被期待可用來發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管。
石墨烯的用途:
納電子器件方面
2005年,Geim研究組[3 J與Kim研究組H 發現,室溫下石墨烯具有10倍於商用矽片的高載流子遷移率(約10 am
/V·s),並且受溫度和摻雜效應的影響很小,表現出室溫亞微米尺度的彈道傳輸特性(300 K下可達0.3
m),這是石墨烯作為納電子器件最突出的優勢,使電子工程領域極具吸引力的室溫彈道場效應管成為可能。較大的費米速度和低接觸電阻則有助於進一步減小器件開關時間,超高頻率的操作響應特性是石墨烯基電子器件的另一顯著優勢。此外,石墨烯減小到納米尺度甚至單個苯環同樣保持很好的穩定性和電學性能,使探索單電子器件成為可能。
利用石墨烯加入電池電極材料中可以大大提高充電效率,並且提高電池容量。自我裝配的多層石墨烯片不僅是鋰空氣電池的理想設計,也可以應用於許多其他潛在的能源存儲領域如超級電容器、電磁炮等。此外,新型石墨烯材料將不依賴於鉑或其他貴金屬,可有效降低成本和對環境的影響。
代替硅生產超級計算機
科學家發現,石墨烯還是目前已知導電性能最出色的材料。石墨烯的這種特性尤其適合於高頻電路。高頻電路是現代電子工業的領頭羊,一些電子設備,例如手機,由於工程師們正在設法將越來越多的信息填充在信號中,它們被要求使用越來越高的頻率,然而手機的工作頻率越高,熱量也越高,於是,高頻的提升便受到很大的限制。由於石墨烯的出現,高頻提升的發展前景似乎變得無限廣闊了。
這使它在微電子領域也具有巨大的應用潛力。研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品,能用來生產未來的超級計算機。
光子感測器
石墨烯還可以以光子感測器的面貌出現在更大的市場上,這種感測器是用於檢測光纖中攜帶的信息的,現在,這個角色還在由硅擔當,但硅的時代似乎就要結束。去年10月,IBM的一個研究小組首次披露了他們研製的石墨烯光電探測器,接下來人們要期待的就是基於石墨烯的太陽能電池和液晶顯示屏了。因為石墨烯是透明的,用它製造的電板比其他材料具有更優良的透光性。
基因電子測序
由於導電的石墨烯的厚度小於DNA鏈中相鄰鹼基之間的距離以及DNA四種鹼基之間存在電子指紋,因此,石墨烯有望實現直接的,快速的,低成本的基因電子測序技術。
減少噪音
美國IBM
宣布,通過重疊2層相當於石墨單原子層的「石墨烯(Graphene)」,試製成功了新型晶體管,同時發現可大幅降低納米元件特有的1/f。石墨烯,試製成功了相同的晶體管,不過與預計的相反,發現能夠大幅控制噪音。通過在二層石墨烯之間生成的強電子結合,從而控制噪音。雜訊。
隧穿勢壘材料
量子隧穿效應是一種衰減波耦合效應,其量子行為遵守薛定諤波動方程,應用於電子冷發射、量子計算、半導體物理學、超導體物理學等領域。傳統勢壘材料採用氧化鋁、氧化鎂等材料,由於其厚度不均、容易出現孔隙和電荷陷阱,通常具有較高的能耗和發熱量,影響到了器件的性能和穩定性,甚至引起災難性失敗。基於石墨烯在導電、導熱和結構方面的優勢,美國海軍研究試驗室(NRL)將其作為量子隧穿勢壘材料的首選。未來得石墨烯勢壘將有可能在隧穿晶體管、非揮發性磁性記憶體和可編程邏輯電路中率先得以應用。
其它應用
石墨烯還可以應用於晶體管、觸摸屏、基因測序等領域,同時有望幫助物理學家在量子物理學研究領域取得新突破。中國科研人員發現細菌的細胞在石墨烯上無法生長,而人類細胞卻不會受損。利用這一點石墨烯可以用來做綳帶,食品包裝甚至抗菌T恤;用石墨烯做的光電化學電池可以取代基於金屬的有機發光二極體,因石墨烯還可以取代燈具的傳統金屬石墨電極,使之更易於回收。這種物質不僅可以用來開發製造出紙片般薄的超輕型飛機材料、製造出超堅韌的防彈衣,甚至能讓科學家夢寐以求的2.3萬英里長太空電梯成為現實。
參考文獻:石墨烯 - http://www.chvacuum.com/graphene/
⑺ 石墨烯研磨機是什麼機器
石墨烯研磨機就是研磨一些石墨材料的機器,所以這樣的機器就是一個防水劑。
⑻ 國防科技大學石墨烯專99強不強
國防科學技術大學(National University of Defense Technology)簡稱國防科技大學,是中華人民共和國中央軍事委員會直屬的一所涵蓋理學、工學、軍事學、管理學、經濟學、哲學、文學、教育學、法學、歷史學等十大學科門類的綜合性全國重點大學,是國家首批「211工程」、「985工程」、軍隊「2110工程」重點建設院校之一,入選「2011計劃」、「卓越工程師教育培養計劃」,由國防部、教育部雙重領導,副大軍區級編制。
學校前身是1953年創建於黑龍江省哈爾濱市的軍事工程學院,簡稱「哈軍工」,從50年代初建校到現在,學校一直是國家和軍隊重點建設的院校。學校是第一個五年計劃國家156項重點建設工程之一,是中共中央1959年確定的全國20所重點大學之一,是國務院首批批准有權授予碩士、博士學位的院校,是全國首批試辦研究生院的22所高校之一,是「七五」、「八五」期間國家重點投資建設的重點院校。1970年學校主體南遷長沙,更名為長沙工學院,1978年改建為國防科學技術大學。截止2014年5月,學校在讀學生14000餘人,其中本科生8400餘人,研究生5600餘人。
1952年3月26日中共中央、中央軍委(中央人民政府人民革命軍事委員會)主席毛澤東批准創辦中國人民解放軍軍事工程學院(哈軍工)。7月11日中央軍委主席毛澤東簽發命令,任命陳賡大將為軍事工程學院院長。
1953年1月30日中央軍委總政治部批准成立中共軍事工程學院委員會。8月26日毛澤東為學院成立暨第一期學員開學頒發《中央人民政府人民革命軍事委員會訓詞》,為學院題寫《工學》報名。
1953年周恩來總理、朱德總司令、賀龍、劉伯承、羅榮桓等中央軍委首長為學院題詞。
1954年2月周恩來召開國務院各部、委及中央軍委各總部、軍兵種負責人會議,研究解決軍事工程學院師資問題。1958年3月26日學院舉行第一期學員畢業典禮。1959年12月31日中央軍委決定,將炮兵工程系、裝甲兵工程系、工兵工程系分出,分別組建各兵種的工程學院。1960年6月炮兵工程系遷往武昌與武昌高級軍械技術學校合並,成立炮兵工程學院。學院成立原子化學防護系。
1965年5月5日中央軍委決定,軍事工程學院劃歸國防科委建制領導。1966年哈軍工被迫轉業改制,改名為哈爾濱工程學院,院系也做了調整,改建和新建了火箭工程系、計算機系。1969年12月20日國防科委傳達中央軍委指示:根據尖端集中、常規分散和實行三結合的原則,一批院校要分建。經國防科委和各總部、軍兵種協商後決定:學院主體(院直領導機關、4個系及基層單位)內遷到長沙;航空工程系遷西安,並入西北工業大學;原子工程系遷往四川省重慶市北碚,組建重慶工業大學;艦船工程系留哈爾濱,改名哈爾濱船舶工程學院1994年改名哈爾濱工程大學;風洞實驗室,改名風洞研究所。
1970年2月15日起哈爾濱工程學院歸七機部領導。1970年正式被肢解分遷。其中主體,導彈工程系(1966年改建為火箭工程系)、電子工程系、1966年新建的計算機系以及基礎課部和院機關劃歸第七機械工業部遷往長沙,成立長沙工學院。1971年12月3日國務院業務組和軍委辦公會議批准,長沙工學院的任務,主要為七機部培養技術人員,同時兼顧國防科委直屬研究院、基地和第二炮兵、湖南地區的需要。學院設3個大隊(系)、8個專業、一個研究所、5個研究室、2個工廠。
1973年7月3日國務院、中央軍委決定:撤銷重慶工業大學,原哈軍工(哈工程及哈爾濱工程大學)的有關專業遷回哈爾濱工程大學。原軍工二系調歸長沙工學院建制。1976年3月學院5個專業、138名學生到北京、上海研究所、工廠進行畢業實踐。1977年3月20日經國務院、中央軍委批准,學院專業、體制再次進行調整。院機關設四部一辦,下設4個系(不含核武器系)、22個專業,1個研究所、1個工廠。1978年5月巨型機方案論證和協作會在北京召開,會議決定巨型機名稱為「785」工程。
1978年6月6日國務院、中央軍委批發《關於成立中國人民解放軍中國人民解放軍國防科學技術大學的通知》〔國發(1978)110號文件〕。將長沙工學院改建為中國人民解放軍國防科學技術大學,列入解放軍序列,執行兵團級職權。
1979年4月21日國防科委頒發國防科技大學體制編製表。下設3個部、9個系、23個專業、39個教研室、13個研究室。1997年,進入「211工程」序列。2006年,進入「985工程「序列,也是軍隊唯一進入國家「985工程」建設行列的院校。
截止2014年,國防科學技術大學建有4個國家級重點實驗室、1個國家「863」高技術重點實驗室、2個省部級重點實驗室和1個工程研究中心。建有高性能計算中心、質量與可靠性保障中心等2個科研公共服務中心。
國家重點實驗室
激光陀螺國家「863」高技術重點實驗室
新型陶瓷纖維及其復合材料國家重點實驗室
ATR國家重點實驗室
並行與分布處理國家重點實驗室
信息系統工程重點實驗室
省部級重點實驗室
光子/聲子晶體重點實驗室
湖南省電子功能復合材料重點實驗室
工程研究中心
空間儀器工程研究中心(由國防科大機電工程與自動化學院與上海航天電子有限公司聯合成立)
國防科學技術大學承擔著從事先進武器裝備和國防關鍵技術研究的重要任務,取得大批科研成果。2000餘項成果獲國家、軍隊和省部級科技獎勵,其中國家級特等獎5項、一等獎9項、二等獎48項,軍隊及省部級一等獎245項,取得了以銀河系列巨型計算機、」天河」千萬億次超級計算機系統、」北斗」衛星導航定位系統、中低速磁浮列車、高性能路由器、無人駕駛車等為代表的4000多項科研成果,為中國」兩彈一星」和載人航天等重大工程、為國防和軍隊現代化建設作出了重要貢獻。
1967年6月學院研製生產的「441B—Ⅲ中型通用電子數字計算機」交付國防科委第20、21、31試驗訓練基地使用。
1968年12月學院研製的「核動力潛艇水聲通訊識別機」交付海軍批量生產,裝備部隊。
1974年4月計算機研究所研製的「井壁聲波測井儀」受到燃化部重視,被選到北京工業學大慶展覽會展覽。
1975年4月「151—1型計算機圖形顯示器」研製成功,並參加廣交會展覽。
1981年2月學校研製的151-3/4計算機雙機復合系統、DTY-1型多層印製電路板導通測試儀獲解放軍科技成果一等獎。
1983年12月6日學校研製的銀河億次計算機通過國家鑒定。
1984年6月28日「銀河億次計算機」榮獲特等國防科技成果獎。
1986年9月學校科研成果:四頻差動激光陀螺實驗室樣機、偵察引導接收機、漢字字元編碼法、高精密車床主軸回轉誤差運動測量系統,聚碳硅烷、碳化硅纖維、331工程D/V數字視頻轉換設備等7項科研成果獲國防科工委科技進步一等獎。
1987年5月學校的科研成果:宇航壓力容器斷裂研究、二維兩相噴管流場及最佳型面計算研究、GTF-181光彈性數字圖像分析系統、X-500顯示處理系統、雷達自適應抗干擾設備、YH-F1銀河數字模擬計算機系統、銀河超級小型計算機7項成果獲國防科工委科技進步一等獎。
1988年9月學校的科研成果:「織女一號」氣象火箭、FY-20發動機燃燒室計算模型,八毫米變極化電路元件與天線、DR-128測速雷達、RMXDBMS資料庫管理系統、並行推理機模擬實驗系統等獲國防科工委科技進步一等獎。
1989年6月學校的科研成果:蜂王-1型微型遙控飛行器系統、VM-60單兵多管布煙火箭系統、含非球面的光學系統多功能設計軟體、圓度測量與確定性補償技術、直度測量與補償技術、軍隊幹部隊伍結構動態分析系統、微孔徑激光檢測裝置等獲國防科工委科技進步一等獎。
1990年11月學校科研成果,火炮隨動系統動態參數測試系統、小型磁懸浮實驗樣車系統、KD85-466艦船雷達目標自動/智能識別系統等獲國防科工委科技進步一等獎。
1991年11月學校的科研成果:YC-2000集成式高速大型電子設備CAD系統、高精度車削尺寸精度控制系統、兩足步行機器人、八毫米十字電掃跟蹤天線、系統工程教學模擬系統、面向對象的集成化軟體開發環境GWOOSE、普通高校招生工作計算機管理信息系統等獲國防科工委科技進步一等獎。
1992年11月19日學院「銀河-Ⅱ」10億次巨型計算機研製成功,標志中國高性能計算機技術取得重大突破。1992年11月學校的科研成果:織女三號氣象探空火箭、連續碳化硅纖維研製、高解析度中期預報模式銀河高效軟體系統、虛陰極振盪高功率微波發生器、「軟靠模」活塞車削加工技術、X1000-3DS高速三維地形處理實驗系統、8912任務等獲國防科工委科技進步一等獎。
1993年2月25日計算機研究所研製成功中國首台「銀河智能工具機」。
1993年6月22日學校研製的「銀河模擬-Ⅱ」型計算機在長沙通過國家鑒定,標志著中國模擬機研製能力已跨入國際領先行列。
2013年6月,學校研製的」天河」二號超級計算機系統在世界超級計算機500強中再次排名第一。
截止2014年5月,國防科技大學下設航天科學與工程學院、理學院、機電工程與自動化學院、電子科學與工程學院、信息系統與管理學院、計算機學院、光電科學與工程學院、人文與社會科學學院、指揮軍官基礎教育學院、軍事高科技培訓學院等10個學院,在26個本科專業招生。
⑼ 石墨如何進行機械加工
石墨材料的傳統機械加工方法有:車削、銑削、磨削、鋸削等,但都只能實現形狀簡單、精度不高的石墨件加工。
隨著石墨高速加工中心、刀具以及相關配套技術的快速發展和應用,這些傳統加工方法以及逐漸被高速加工技術所取代。
國內外石墨加工主要採用石墨加工中心進行高速加工,目前已成為石墨機械加工的主要發展方向。
⑽ 石墨烯能助聾啞人「說話」石墨烯的魔力是什麼
據新華社北京3月8日電(記者孫琪)石墨烯能夠化身「傳聲筒」,幫助聾啞人「開口說話」。由清華大學微電子所任天令教授課題組發明的「智能石墨烯人工喉」,有望在未來解決聾啞人的「說話」難題。
日前,任天令課題組在《自然通訊》上發表了題為《具有聲音感知能力的智能石墨烯人工喉》的研究論文,利用多孔石墨烯材料的優勢,製造出一種收發同體、適合穿戴的集成聲學器件。當「人工喉」佩戴者大聲發出低吟時,人工喉會感知喉嚨振動狀態並發出預先設定的聲音,當佩戴者變換低吟的長短、聲調時,人工喉發出的聲音也會隨之對應發生明顯變化。
石墨烯(Graphene)是從石墨中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。2004年,英國曼徹斯特大學的兩位科學家首次在實驗室中得到石墨烯,由於其電、熱、力學性能十分優異,被廣泛應用於各個領域,包括製作各種新型電子設備和塑料添加劑等。
白光顯微鏡下的"剪紙"石墨烯圖像
剪紙藝術(Kirigami)是最古老的民間藝術之一,其形式漂亮,結構復雜,給人以視覺藝術享受。很多人小時候都接觸過剪紙藝術,比如製作紙狀的雪花。石墨烯和紙一樣,都可以折疊並產生褶皺,但不能過度拉伸。
研究人員使用黃金墊作為手柄,首先使用紅外激光器對石墨烯薄膜上的黃金墊施加壓力,將石墨烯弄皺,然後對產生的位移進行測量,測量結果可以被用來計算石墨烯層的彈力性能。經過分析,研究人員發現起皺石墨烯的力學性能得到提升,正如揉皺的紙比光滑的紙韌性更強,事實上正是這樣的機械相似性,使研究人員能夠把紙模型的方法應用於石墨烯制備。研究人員表示,以光刻技術作「剪刀」可以製作出一系列彈簧狀、鉸鏈狀的可伸縮石墨烯晶體管。
拉伸材料通常會造成電阻改變,而這種可伸縮晶體管電源兩極為石墨烯彈性結構,即使進行多次拉伸,也不會發生明顯的電阻變化。這種特性是由石墨烯的晶格結構決定的,在彈性結構伸展過程中,其晶體結構不會產生太大的變化。下一步研究人員將升級剪紙設備,實現不直接接觸設備就能移動或折疊石墨烯的目的,比如使用磁性材料(如鐵)取代黃金墊,這樣就可以在磁場中操縱石墨烯進行扭曲等更復雜運動。這項技術可以用來製造對光、磁場和溫度產生感應的設備。該研究成果開辟了的石墨烯制備新途徑,隨著人們對靈活可穿戴電子產品的需求日益增長,可伸縮石墨烯晶體管的應用必然會引起廣泛關注。
可伸縮電極也可以用來製造靈活一體性的電子元件和感測器,植入合成機器人或人體假肢的皮膚內,也可以用於製成實時健康監測服這一最高級別的個人醫療保健產品。
(本文內容匯編於:科學之家公眾號)