home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Chip 1996 April / CHIP 1996 aprilis (CD06).zip / CHIP_CD06.ISO / hypertxt.arj / 92 / MICROSYS.CD < prev    next >
Text File  |  1995-09-17  |  12KB  |  205 lines
  1.       @VMélyen a szívb@Ne
  2.  
  3.       @VA mikrorendszerek megváltoztatják a világot@N
  4.  
  5.           Puszta szemmel  alig láthatók.  A számítástechnikára,  a
  6.       gyógyászatra és az  iparra kifejtett hatásuk  viszont óriási
  7.       lesz: a mikroelektronika után a mikrorendszerek következnek.
  8.           ""A  mikrogép  éppen  most halad  elôre  az  Ön ereiben.
  9.       Körülbelül félóra múlva fogja elérni a bal szívkamráját,  és
  10.       ott elvégzi az operációt. Itt a monitoron láthatja, ahogy  a
  11.       markolókarjaival  lekaparja  a  lerakódásokat  a  véredények
  12.       faláról",  magyarázza  az  orvos  a  páciensének.  ""Az   Ön
  13.       operációja régebben  egy olyan  véres beavatkozást  igényelt
  14.       volna,  melynek  során fel  kellett  volna vágni  a  bôrt és
  15.       szabaddá kellett volna tenni a szívet."
  16.           Ez  egy álom.  Nem sci-fi  szerzôk vagy  kiváló  tudósok
  17.       álmodják,  hanem  elismert orvosok,  komoly  üzletemberek és
  18.       vezetô politikusok.
  19.           Az  álmot  a  @KMicromachine  Technology@N  projektnek  kell
  20.       megvalósítania, ami a következô tíz évben a japán kormánynak
  21.       300 millió márkájába fog  kerülni, és fel kell  készítenie a
  22.       japán gazdaságot a  21. századra. A  projektnek az a  célja,
  23.       hogy  olyan,  mikroszkópikus  méretû  gépeket  és mûszereket
  24.       állítson   elô,   amelyek  a   legkisebb   helyen  is   nagy
  25.       pontossággal   képesek   mûködni.   Ezeket   a   gépeket   a
  26.       gyógyászatban,  a  biotechnikában   és  az  iparban   fogják
  27.       használni,  állítja  az  Agency  of  Industrial  Science and
  28.       Technology (Alkalmazott Tudományok és Technológiák Irodája).
  29.       Ez az iroda a  teljhatalmú japán nemzetközi kereskedelmi  és
  30.       ipari  minisztérium  (MITI)  egyik  alszervezete,  amely   a
  31.       kutatásokat Japánban felügyeli és koordinálja. Más  nemzetek
  32.       is   nagy  erôvel   dolgoznak  ezen   a  projekten,   köztük
  33.       Németország is.
  34.           A parányi mikrorobotok  új perspektívákat nyitnak  meg a
  35.       gyógyászat elôtt. Az  a lehetôség, hogy  a szerveket a  test
  36.       felnyitása  nélkül lehetne  kezelni, alapjaiban  változtatná
  37.       meg a hagyományos sebészetet. Számos olyan operációt,  amely
  38.       ma a narkózis és  a vérveszteség révén a  páciens egészségét
  39.       veszélyezteti, elvégezhetnének a mikrogépek. Az elsô  lépést
  40.       ezen az úton  az endoszkópiai operációs  módszerek jelentik.
  41.       Ezeknél  az  operáló  szerszámokat  például  a   nyelôcsövôn
  42.       keresztül  engedik  le  a  gyomorba,  és  a  testen kívülrôl
  43.       rugalmas  rudak   segítségével  mozgatják.   A  mikrorobotok
  44.       önállóan dolgozhatnának  az egyébként  elérhetetlen helyeken
  45.       is.
  46.           Az   ipar   is   reménykedik   hasonló   gépek   majdani
  47.       használatában:  a  kisméretû  szerszámok  behatolhatnának  a
  48.       bonyolult gépekbe, és a meghibásodott részeket a  helyszínen
  49.       meg  lehetne javítani.  A berendezéseket  nem kellene  többé
  50.       szétszedni  alkotórészeikre,  s elmaradnának  az  ezzel járó
  51.       sérülések.  Az   effajta  szerszámok   különösen  alkalmasak
  52.       lennének repülôgépmotorok és csôrendszerek  karbantartására.
  53.       Amit a japánok  terveznek, még sokáig  a jövô zenéje  marad,
  54.       mivel  az  ehhez  szükséges  technikai  megoldások  még  nem
  55.       kiforrottak.   Ezeket   a   technológiákat,   módszereket  a
  56.       ""mikrorendszertechnika"  gyûjtôfogalom  foglalja  magába. A
  57.       mikrorendszertechnika      a      mikroelektronikából,     a
  58.       mikroérzékelôk  és  a  mikrovégrehajtószervek  technikájából
  59.       tevôdik össze.
  60.           Az   ennyire  apró   gépekhez  parányi   fogaskerekekre,
  61.       fogókarokra,  érzékelôkre és  motorokra van  szükség, s  nem
  62.       lehetnek  egy  milliméternél  nagyobbak.  Érthetô,  hogy   a
  63.       hagyományos mechanika  az öntôformáival,  a reszelôvel  és a
  64.       lemezvágó ollóval ezeknek a követelményeknek a közelébe  sem
  65.       ér. Ehelyett a chipgyártás modern módszereit kell használni.
  66.           A   mikrorendszertechnikát   már   több   éve  kutatják.
  67.       Nyilvánosságra  azonban  eddig  vajmi  kevés  került,  annak
  68.       ellenére,  hogy ennek  a technikának  a közeljövôben  komoly
  69.       hatása lehet az életünkre. Majdnem három éve írta dr.  Anton
  70.       Heuberger  professzor,  a berlini  Fraunhofer  Intézet (IMT)
  71.       mikrorendszertechnikai   osztályának   vezetôje:   ""Az    a
  72.       megállapítás  bizonyára nem  teljesen téves,  hogy a  teljes
  73.       rendszerek   integrálásával   egy   új,   nagy   fejlettségû
  74.       technológia felé haladunk."
  75.           A   számítógépes    beszédfeldolgozás   fejlôdését    is
  76.       elôsegítette a mikrorendszertechnika. Anton Heuberger nézete
  77.       szerint  a mikromechanikai  rezgésérzékelôk tették  lehetôvé
  78.       ama  hangdiagnosztikai   rendszerek  létrehozását,   amelyek
  79.       segítségével a számítógépek beszéd útján való  irányításának
  80.       lehetôsége elérhetô közelségbe került. Heuberger  hozzáteszi
  81.       még: ""A kilencvenes  évek folyamán más  szenzorokkal együtt
  82.       biztosan  lehetôvé  fog  válni,  hogy  lemondjunk  az  eddig
  83.       túlnyomórészt      kézi,      billentyûzeten      keresztüli
  84.       adatbevitelrôl."
  85.           A   duisburgi   Fraunhofer   Intézet   mikroelektronikai
  86.       kapcsolások  és   rendszerek  osztálya   (IMS)  a   münsteri
  87.       Gyógyászattechnikai Intézettel közösen kifejlesztett egy 1x5
  88.       mm-es  szívkatétert,  amely  méri  a  vérnyomást  és  a test
  89.       hômérsékletét. Késôbb más fontos vérjellemzôket is meg lehet
  90.       majd mérni vele, például az oxigéntartalmat. Manfred Fähnle,
  91.       a münsteri Gyóyászattechnikai Intézet vegyésze az orvosok és
  92.       a   páciensek   szempontjából    nagy   elônyöket   lát    a
  93.       mikrorendszerekben:  a vérjellemzôket  pontosabban és  fôleg
  94.       gyorsabban  lehet  mérni  velük.  A  vér   oxigéntartalmának
  95.       hagyományos  vizsgálata  körülbelül  két  óráig  tart, pedig
  96.       sokszor már  néhány perces  várakozás is  veszélyes lehet. A
  97.       mikroérzékelô majdnem azonnal kijelzi a vér jellemzôit.
  98.           A mikrorendszertechnika a környezetvédelem szolgálatában
  99.       is áll.  Mivel a  veszélyes anyagok  bármikor bejuthatnak  a
  100.       talajvízbe, a jövôben  mindenképpen szükség lesz  az állandó
  101.       ellenôrzésükre.  Ehhez olyan  érzékelôk kellenek,  amelyeket
  102.       tömegesen   és   olcsón   elô   lehet   állítani.   Éppen  a
  103.       mikrorendszertechnika tesz eleget e követelményeknek.
  104.           Miközben   az      iparilag    elôállított
  105.       mikroérzékelô-rendszerekre  (érzékelô  és  elektronika   egy
  106.       lapkán) még  jó két  évet kell  várni, és  a mikromechanikus
  107.       motorokra  több  mint  ötöt,   már  ma  is  találni   egyedi
  108.       mikroérzékelôket olyan  helyeken, ahol  nem is  sejtenénk: a
  109.       gépjármûvek  katalizátoraiban  lambdaszondák  formájában, és
  110.       néhány    autó     balesetkor    automatikusan     felfúvódó
  111.       védôlégzsákjaiban.  A  mikroérzékelôk  további   alkalmazási
  112.       területeket  is  meg  fognak  hódítani.  Mindenütt,  ahol ma
  113.       hagyományos  érzékelôket  alkalmaznak,  a  parányi érzékelôk
  114.       elônye ezekkel szemben, hogy kisebbek és olcsóbbak.
  115.           A mikrobeavatkozók fejlesztése még nem tart ott, mint  a
  116.       mikroérzékelôké.  Ide  az olyan  kisméretû  motorok, pumpák,
  117.       szelepek   és   mozgó   kapcsolók   tartoznak,   amiket    a
  118.       mikromechanika   módszereivel   állítanak   elô,   és  ezért
  119.       általában kisebbek egy milliméternél.
  120.           A    tintasugaras   nyomtatók    a   jövôben    parányi,
  121.       mikromechanikusan elôállított  pumpák segítségével  fogják a
  122.       tintát a kis lyukakból a papírra vetni. Ezáltal meg fog nôni
  123.       a  nyomtatók  felbontása,  tehát  szebb  lesz  az  íráskép a
  124.       papíron.  A termikus  nyomtatók minôsége  is javulni  fog  a
  125.       mikrorendszertechnika     jóvoltából:     fûtôelemeiket    a
  126.       mikromechanikus elôállítási eljárással sokkal kisebbre lehet
  127.       elkészíteni.
  128.           Néhány   év   múlva   a   piacon   kapható  megjelenítôk
  129.       kontrasztossága   javulhat,   szintén   a  mikromechanikának
  130.       köszönhetôen. A kijelzôk fénypontjai kis  blendenyílásokként
  131.       viselkednek  majd.  Ezek mögött  egy  erôs fényforrás  lesz,
  132.       aminek a fényét kisméretû, mozgó szilíciumnyelvecskék  verik
  133.       majd vissza. A nyelvecskék állását elektronikusan  vezérelni
  134.       lehet, és  ez meghatározza,  hogy a  nyíláson áthaladó  fény
  135.       visszatükrözôdik-e  vagy  sem. Az  még  azonban bizonytalan,
  136.       hogy  ezek  a  -- talán  csak  néhány  milliméter vastag  --
  137.       kijelzôk le fogják-e váltani a hagyományos képcsöveket.
  138.           A mikrorendszertechnika legnagyobb elônye abban  rejlik,
  139.       hogy   egyetlen   lapkán  el   lehet   helyezni  a   mérések
  140.       kiértékelését végzô érzékelôt, beavatkozót és  elektronikát.
  141.       Az elsô  munkafázisban az  elektronikát készítik  el, és  az
  142.       érzékelôk illetve a beavatkozók a második fázisban készülnek
  143.       el.  A  második  munkafázisban  nem  szabad  tönkretenni  az
  144.       elektronikát -- ez a fôprobléma.
  145.           A  kutatók  a  nyomásérzékelôk  elôállításával  jutottak
  146.       legelôbbre. Ezek már most megérettek a sorozatgyártásra,  és
  147.       csak   arra   várnak,  hogy   a   speciális  alkalmazásokhoz
  148.       hozzáigazítsák ôket.
  149.           Majdnem  két  év  óta   támogatja  már  a  Kutatási   és
  150.       Technológiai     Szövetségi     Minisztérium     (BMFT)    a
  151.       mikrorendszertechnikai  fejlesztések  különbözô  projektjeit
  152.       400 millió  márkával. A  legtöbb ilyen  programot a  berlini
  153.       VDI/VDE-Technológiai    és    Információtechnikai    Központ
  154.       koordinálja.  Dr.  Jörg  Linders,  a  mikromechanika  és   a
  155.       rendszerintegrálás  területének  illetékese,  jól  ismeri  a
  156.       helyzetet  Európában,  Japánban  és  az  USA-ban.  Véleménye
  157.       szerint: ""Európa és különösen Németország a  mikroérzékelôk
  158.       területén   igenis   képes   a   lépéstartásra."   Csupán  a
  159.       mikrobeavatkozók  területén  látja  úgy  a  helyzetet   Jörg
  160.       Linders, hogy a japánok és az amerikaiak elôrébb vannak,  de
  161.       ez még behozható.
  162.           A  német  ipar  azonban  tartózkodó.  Egyre   tisztábban
  163.       látszik, hogy milyen elônyt jelentenek a mikroérzékelôk,  de
  164.       a  mikrobeavatkozók  sikere  még  bizonytalannak  tûnik.   A
  165.       mikromechanikai érzékelôket mindenütt alkalmazni lehet  ott,
  166.       ahol  ma finommechanikai  érzékelôket használnak.  Gazdasági
  167.       elônyük  egyértelmû,  hiszen  kisebbek,  olcsóbbak  és  nagy
  168.       tömegben gyárthatók.
  169.           Más  a  helyzet  a  beavatkozóknál.  A   mikromechanikai
  170.       pumpák,  motorok, fogókarok  és szelepek  ugyan kisebbek  és
  171.       olcsóbbak elôdjeiknél, de sokkal gyengébbek is azoknál.  Egy
  172.       gyorsvasutat sohasem  fog mikromotor  hajtani, de  még talán
  173.       egy óraszerkezetet  sem. A  kisméretû beavatkozók  tehát nem
  174.       tudnak  meghódítani maguknak  egy már  létezô piacot,  hanem
  175.       újat  kell  teremteniük maguknak.  E  hosszútávú perspektíva
  176.       alapján  mondja  Jörg  Linders   azt,  hogy  a  német   ipar
  177.       érdeklôdése  ezen  a  területen  még  csekély.  ""Eddig alig
  178.       vannak    olyan    termékek,    amelyek    megérdemlik     a
  179.       mikrorendszertechnika  elnevezést",  ismeri  el  Linders, de
  180.       ennek az  az oka,  hogy a  mikrorendszertechnika lehetôségei
  181.       még  nincsenek  kimerítve.  Meg van  róla  gyôzôdve,  hogy a
  182.       mikrorendszertechnika -- hasonlóan a mikroelektronikához  --
  183.       nagy hatással lesz  az életünkre, ""a  kérdés csak az,  hogy
  184.       mikor".
  185.  
  186.       @KOliver Wanke@N
  187.  
  188.  
  189.       @VA mikrovilág legfontosabb fogalmai@N
  190.  
  191.           @VMikromechanika:@N   ezen   a   kisméretû,   háromdimenziós
  192.       szerkezetek  egyetlen   szilíciumlapkán  való   kialakítását
  193.       értik.  Erre  a célra  a  mikroelektronika továbbfejlesztett
  194.       gyártási eljárásait alkalmazzák.
  195.           @VMikroérzékelôk:@N    olyan    érzékelôk,    amelyeket    a
  196.       mikromechanika módszereivel állítanak  elô, és ezért  nagyon
  197.       kicsik.
  198.           @VMikrobeavatkozó(szerve)k:@N   olyan   kapcsolók,    pumpák
  199.       (szivattyúk), szelepek,  fogó(karo)k, motorok  és más  mozgó
  200.       részek,  amelyeket a  mikromechanika módszereivel  állítanak
  201.       elô.
  202.           @VMikrorendszertechnika:@N   ha   a   mikroelektronikát,   a
  203.       mikroérzékelôt   és/vagy  a   mikrobeavatkozót  egy   lapkán
  204.       egyesítik, mikrorendszerrôl beszélünk.
  205.