МИКРОРОБОТЫ, МИКРОМАШИНЫ И СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В настоящее время одной из основных тенденций современных технологий является уменьшение размеров компонентов, устройств и машин, входящих в технологические процессы и выполняющих производственные операции. Например, в энергетике - микроминиатюрные источники питания, в биотехнологиях - сенсоры и микродозаторы, в миниатюрных транспортных технологиях - микродвигатели, кантиливеры, в информационных и компьютерных технологиях - носители информации, преобразователи физических параметров, струйные и лазерные печатающие устройства и т.п. Особое значение имеет рассмотрение движения существующих и перспективных систем, например таких, как мобильные миниатюрные роботы и автоматизированные группы миниатюрных устройств, созданных на основе достижений микроэлектроники, мехатроники, биомеханики, информационных и нанотехнологий.

Разработка микророботов связана с проведением большого объема фундаментальных, экспериментальных и прикладных исследований, с решением технологических приемов изготовления, прежде всего микрокомплектующих элементов. Существенное значение придается разработке новых материалов, в том числе композитных, необходимых для технологии изготовления МЕМС.

Сфера потенциального применения микророботов огромна (рисунок снизу). Ее рассмотрение начнем с такого направления, как защита окружающей среды. С помощью систем распределенных в пространстве микророботов, оборудованных датчиками физических параметров, можно будет заранее предупреждать о глобальных изменениях в окружающей среде. В биотехнологии широкое применение найдут миниатюрные биореакторы, микрохимические реакторы, а также микроприборы сверхточного дозирования и контроля за состоянием биореакторов. В генной инженерии и микробиологии микро- и наноинструменты помогут оперировать с ДНК, хромосомами и микроорганизмами.

В машиностроении микротехнологические системы нужны для микросварки, микросборки и микроперемещений, обеспечения высокого качества трущихся и взаимодействующих поверхностей в машинах. Найдут они применение в системах контроля и управления на принципиально новом уровне машиностроительными объектами, автоматическими линиями, роботами, обрабатывающими комплексами, станками. Транспорт (авто- и железнодорожный, гражданская авиация, метрополитен) нуждается в прецизионных микросистемах ориентации, навигации и управления с повышенной надежностью, точностью, безопасностью. С этой целью создаются прецизионные измерители угловой скорости, микроакселерометры, микрогироскопы и интегрированные микроуправляющие системы.

В медицине с помощью микророботов доставляются лекарства в заданную точку организма, делаются микрооперации на сосудах, проводится медицинская диагностика микроэндоскопами и автономными микрокапсулами и профилактика заболеваний. Новые устройства медицинского приборостроения - микроаппаратура для улучшения слуха, распознавания запахов, лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Микромеханика обеспечивает эффективное синергетическое объединение механических, электрических, электронных, информационных, компьютерных связей в едином устройстве, что способствует развитию такого важного направления развития техники, как мехатроника.

Таким образом, миниатюрные микросистемы и роботы, разработанные с применением современных технологий, в свою очередь, оказывают активное влияние на дальнейшее развитие этих технологий.