?? ? ? ?近年來，模仿魚類的仿生傳感器研究成為新的熱點。韓國建國大學的研究人員采用壓阻執(zhí)行器模擬魚尾鰭，并通過調(diào)節(jié)執(zhí)行器頻率控制尾鰭的擺動速率，獲得了直行速度2.5厘米/秒的機器魚。我國哈爾濱工業(yè)大學的研究人員則采用具有形態(tài)存儲功能的合金材料作為魚鰭，研制了一種微型機器魚，其可直行亦可繞行，直行的最大速度達到11.2厘米/秒，最小拐彎半徑13.6厘米。此外，美國馬薩諸塞州理工學院以及英國艾塞克斯大學的研究人員也正在開展此方向的研究。目前，機器魚無論是直行速度還是游動靈活性方面，都日益貼近真實。

?? ? ? ?眾所周知，魚類賴以生存的感應(yīng)器官在于其側(cè)線，探測障礙物、感應(yīng)水中擾動乃至追蹤定位獵物，無不依靠其側(cè)線感應(yīng)器官。側(cè)線就像是從頭到尾排列了多個傳感器，探測來自不同方向的刺激，魚類利用不同部位感受器報警的強度與時間差測定刺激的大小和方位。許多陸生生物也具有結(jié)構(gòu)與功能相似的器官，比如昆蟲的觸角。這樣看來，若能對魚側(cè)線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其作用機制進行模仿，獲得相似的感知功能，對于水下物體的靈敏感知與精確定位、潛艇艦船的航行與水下機器人的精確控制、動態(tài)環(huán)境的實時監(jiān)控等都具有重要意義。

?? ? ? ?在這方面，佐治亞理工學院的研究人員走在了前列，他們開發(fā)出一種基于絨毛觸覺敏感的仿魚側(cè)線傳感器，在模擬水體環(huán)境下進行測試，發(fā)現(xiàn)絨毛對流體擾動信號響應(yīng)十分靈敏。這種新型仿生傳感器甚至被美國軍方寄予厚望，有望發(fā)展成為超越聲吶的超靈敏、抗干擾能力強的新一代水下探測器。

?? ? ? ?利用相似的仿生原理，荷蘭科學家模仿蟋蟀的觸角結(jié)構(gòu)，制作了基于納米柱陣列的仿生流體傳感器，對細微擾動也表現(xiàn)出高的靈敏度。

未來：更微觀，更小型化

?? ? ? ?仿生傳感器技術(shù)發(fā)展至今，從智能材料到傳感器件構(gòu)筑與應(yīng)用，都達到了很高水平。當然，隨著研究的不斷深入以及應(yīng)用領(lǐng)域的逐步拓展，對仿生傳感器也提出了越來越苛刻的要求。

?? ? ? ?一方面，仿生傳感器日益朝著基于生物組織本身的微觀結(jié)構(gòu)及其作用機制模仿的方向發(fā)展；另一方面，基于某些整體裝置的小型化、便攜化、低碳節(jié)能化考慮，仿生傳感器的微型化也成為一大挑戰(zhàn)。

?? ? ? ? 由宏觀到微觀的轉(zhuǎn)變，使得納米技術(shù)這一迅速發(fā)展起來的高新技術(shù)成為最佳選擇。比如美國GE公司全球研發(fā)中心即將投入開發(fā)的仿生光敏納米傳感器，即是納米技術(shù)與仿生結(jié)合的典型例子，通過模仿蝴蝶翅膀鱗片中獨特的納米結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)環(huán)境中的化學物質(zhì)高靈敏光學探測。又如基于納米壓印技術(shù)發(fā)展的高分子聚合物納米透鏡陣列，可以實現(xiàn)昆蟲復眼的多角度觀察功能。

?? ? ? ?納米技術(shù)將是未來發(fā)展新型結(jié)構(gòu)與功能仿生傳感器的研究重點與熱點?？梢灶A見，基于納米技術(shù)與仿生學原理開發(fā)的新一代納米仿生傳感器，將大大豐富人類的物質(zhì)世界，使人們的生活更加便利、舒適與安全。