【科学之光】走近MEMS的世界
2016-03-18 13:12:46   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

还记得《三体》里面的可穿戴设备、V装具吗？汪淼穿着它，穿行在虚拟现实中，与三体世界进行直接的接触，一切是那么逼真。试想这样的事发生在你身上：你会拥有个人的可穿戴设备，邀请朋友一起玩体感游戏；出门在外，再也不用携带笨重的笔记本，手机内置的投影仪会将你需要的会议内容投射在手臂上，不会耽误工作；你甚至可以拥有私人医生，它会告诉你今天的饮食有无超标、需要注意哪些健康问题，而这个“医生”的本尊，只是一块芯片。

怎么可能？真的可能！回到现实，现代各种先进的飞行器中，从它们的研制、设计、导航、飞行，都由无数个微传感器、微执行器在发挥着作用；在飞奔的汽车上，微陀螺仪时刻工作着……这些看似复杂的设备，都有一个共同的幕后主使——MEMS传感器。这种全称为“微型电子机械系统”（Micro-Electro Mechanical System）的技术，在上世纪八十年代，已被学者预言“会给人类社会带来另一次技术革命”，更奇妙的是，它非常小，最大尺寸不超过一厘米，最小的甚至只有几微米！目前MEMS 技术已经被广泛应用于航空航天、电子、生物、医药等高新技术领域，俨然成为了一项关系到国防安全、科技发展、经济繁荣的关键技术。

举世无双的高科技，原来就在我们身边！

在西北工业大学机电学院，以苑伟政教授为带头人的团队，就致力于MEMS技术的研究。早在2004年，苑教授结合我国歼十飞机项目需求，研制基于MEMS传感器技术的微型姿态测量系统，并推出了MEMS测姿、MEMS导航工程化产品，实现了技术研究向工程应用的突破。

据团队成员马炳和教授介绍，我校的MEMS技术研究，主要面向三航领域的重大器械，针对性强，具有高度精细化的特点。以国产大飞机C919为例，MEMS技术在其中的主要作用是通过更为精准地检测摩擦阻力，让飞行器减少更多能耗。今后的飞行器设计，也将朝着智能化、灵活化的方向进化，而这两个性能仍取决于MEMS传感器的发展程度。团队成员袁广民老师说：“前期的MEMS导航系统已结合高空飞行器、海洋舰船、GPS/北斗组合导航进行了技术验证。最新研制的一款产品，解决了系统在瞬间高过载环境下的失效问题，取得了系统误差补偿算法上的技术突破，计划于今年4月在一款无人机上试飞。”

团队常洪龙教授制作的微流控芯片，已用于中国地面空间站的相关试验，在载人航天工程、环境保护、医疗卫生、食品安全等领域具有很好的应用前景。

我们的成就不止如此。学校建立了我国第一个微系统工程系，出版的《微机电系统》是MEMS领域唯一的国家级规划材料，创新作品得到国务院副总理刘延东、科技部长万钢等高度赞扬。并争取到国家重大专项，获得国家级项目30余项，总经费超过1.2亿元。在微机电系统设计、流动测控灵巧蒙皮技术等方面均处于国际领先水平。

科技领域的蝴蝶效应

亚马逊热带雨林的一只蝴蝶偶尔振动翅膀，引起的是美洲的一场龙卷风；一块MEMS芯片引起的却是全球科技领域天翻地覆的变革。可以想象，在不远的未来，借助MEMS传感器，人类的生活能够实现真正的智能化。未来作战模式，会变成军人在作战头盔上实现导弹的精确定位和发射；与此同时的一个普通人，正要吞下一块蛋糕时，眼前投射出来自智能手环的一条信息：今日总热量已超过目标值，当心血糖过高……

这就是MEMS带给你的的惊艳之处。正如苑伟政教授团队倡导的理念：“莫道微纳尺度小，方寸之间舞大风”。