2015年在百忙之中圆满落幕。回顾这一年各国的科技发展,各国都贡献了自己的好成绩。纵观这些成就,机器人和3D打印成为2015年许多国家的香饽饽。我们来看看2015年各国在科技方面取得了哪些成就和贡献。
美国
3D打印技术突飞猛进;光电制造技术的突破;其他制造技术,如新的柔性薄膜显示屏,也取得了成功。
2015年3D打印技术发展迅速,各种产品被打印出来。
印刷技术:硅谷的创新公司开发了一种全新的“连续液体界面生产工艺”。通过操纵光线和氧气,将液体介质中的物体融合在一起,构建出物体的3D模型,不仅可以将3D打印速度提高25到100倍,还可以创造出其他方法无法获得的结构。普渡大学的研究人员利用喷墨打印技术制造液态合金设备,可以打印在所有弹性材料和纤维上使用的柔性可延伸导体。密歇根理工大学通过在“生物墨水”中加入石墨烯,开发出一种打印出人造神经组织的小型装置;哈佛大学开发了一种新型多材料打印头,可以混合打印浓缩的、粘弹性的“墨水”材料,不仅可以控制几何形状, 而且在操作过程中改变材料成分。麻省理工学院开发了一种新型3D打印机,名为“多制造系统”,可以一次使用10种不同的材料,打印分辨率达到40微米。该校还通过3D打印技术制造出了精致且更加多功能的玻璃。
三维打印
印刷产品:FDA首次批准美国Aprecia制药公司。公司利用3D打印技术制造癫痫药物(SPRITAM),个性化定制。药物迈出了重要的一步;通用电气公司3D打印出一个可以点火的小型喷气发动机,长30厘米,高20厘米,注油试验时转速可达每分钟33000转;海伦·德沃斯儿童医院首次成功地将两种常见的成像技术(CT和3D经食管超声心动图)结合起来,打印出更精确的3D心脏模型。加州大学圣地亚哥分校通过使用新的3D打印技术,开发出了一种可以在液体中游泳的微型机器人,并具有多种用途。一名机械工程专业的学生,利用3D打印技术,成功设计制造了世界上第一把自动装弹的3D打印左轮手枪。
光电制造技术:美国科学家利用迄今最薄的钨基半导体(只有三个原子厚)作为发光“增益材料”,制造新型纳米激光器;伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校通过结合3D全息光刻和2D光刻技术,制造出了一种适用于大规模集成电路的高性能3D微电池(只有指尖大小)。斯坦福大学首次通过拉伸二硫化钼的晶格拉出了能隙可变的半导体,为制造高性能传感器和太阳能电池奠定了基础。IBM开发了第一个测试芯片,制造工艺为7纳米,只有头发的万分之一粗细,计算能力是目前最强芯片的4倍, 突破半导体产业的瓶颈。美国科学家将石墨烯和氮化硼纳米管结合在一起,开发出一种全新的混合数字开关,可以作为电子产品中控制电流的基本元件。
此外,美国科学家还研制出世界上第一个全彩色柔性薄膜反射显示屏,通过外加电压改变自身颜色,无需光源,而是反射周围环境光供其使用;波音公司2012年提出的飞机激光推进系统专利于2015年7月获得批准。这项技术可以在放射性燃料上点燃高能激光,或者可以用来推进火箭、导弹和宇宙飞船。
英国国家
3D打印出无人机;自进化机器人系统问世;由3D打印零件制成的空客发动机测试成功。
郑焕斌7月,英国皇家海军在“默西”号(HMS Mersey)上测试了一架由3D打印技术制造的无人机(Sulsa)。无人机用3米长的弹射器发射,然后按照预定的飞行路线飞行5分钟后安全着陆。Sulsa翼展1.5米,由螺旋桨驱动。它的四个主要部分由3D打印机制成。
无人机飞行试验
8月,剑桥大学和瑞士科学家共同开发了一个可以自我进化并不断提高性能的机器人系统。它的最终目标是开发能适应周围环境的机器人,未来可能应用于汽车制造或农业。同月,“英国机器人与自动控制系统网络”成立,从整体上规划机器人领域的学术和科研核心资源,促进机构和科研。机构与企业合作,加速前沿技术的实际应用。此外,英国政府还表示将加大力度,通过多种形式为从事机器人研发的中小企业提供资金和政策支持,资助创建与机器人相关的学术研究中心、人才培训中心和开发设施。
10月,英国梅迪谢夫公司研发出3D打印磁性血液过滤器,可在4小时内消灭90%的疟疾感染细胞,被誉为“革命性的疟疾治疗设备”。
10月,爱丁堡的赫瑞瓦特大学在3D干细胞打印领域取得了新的突破,这项成果可能有助于医生根据患者自身的特点进行定制。药物新的药物输送方案也将导致对医学动物试验需求的减少。
十一月,咯咯公司——由3D打印部件制成的最新超级动力空客发动机特伦特·XWB-97成功完成首次飞行测试。
法国
社会人工智能与机器人的结合进入了新的发展阶段;3D打印技术取得突破,制造出第一台来自欧洲的3D空间打印机。
李宏策的先进制造技术是法国2015年提出的“未来工业”战略的核心内容。法国目前致力于发展机器人、人工智能和3D打印等智能制造技术。
由法国Aried巴兰机器人。公司机器人Pepper可以通过面部表情、语言和身体姿势识别情绪,并做出适当的反应。这标志着社会人工智能与机器人的结合进入了一个新的发展阶段。
法国欧莱雅宣布与芝加哥启动生物打印。公司Organovo联合开发了呼吸3D打印活体皮肤,可用于测试产品的毒性和效用。
法国巴黎第六大学研发出一种小型机器人,可以在受损后自我修复,未来可以用来制造救灾机器人,让它们在恶劣环境下工作。
法国特雷兹·伦亚航空航天公司公司正在建造的两颗远距离通信卫星使用了欧洲最大的3D打印航天器部件。遥测指令天线的支撑结构由铝合金制成,尺寸约为45cm× 40cm× 21cm。它由“粉末床增材制造”工艺和欧洲最大的激光束熔化设备制成。此外,法国和意大利联合研发的“便携式机载3D打印机(POP3D)”于12月6日被送往国际空间站,这也是第一台来自欧洲的3D太空打印机。
德国
建立新型工业4.0合作平台,研发新一代机器人,3D打印人造血管。
顾刚2015年,德国联邦教研部大力支持中小企业参与“工业4.0”项目,教研部投入2500元。
1万欧元帮助建立新的工业4.0合作平台,从原来的几个行业协会到政府、行业协会、研究。机构并加强“工业4.0”战略的实施。
德国马克斯·普朗克智能系统研究所开发了两款新一代机器人“阿波罗”和“雅典娜”。这些机器人头上装有摄像头和传感器,可以扫描周围的环境,反应速度相当快,每毫秒都能做出反应。它可以像人类一样具有自我学习、自我适应环境的功能,未来可以在很多复杂的环境中代替人类工作。
德国弗劳恩霍夫研究所利用3D打印技术成功制造出人造血管。他们采用喷墨打印与立体光刻相结合的方法,解决了打印厚度仅为20微米的多孔多分支人造血管的关键技术。这一技术突破有望在皮肤创伤愈合、人工皮肤重建、人工器官等医学领域得到广泛应用。
俄罗斯
机器人产业得到了重视,取得了长足的进步;开发了航空工业零件的3D制造技术。
奇克威俄罗斯滨海边疆区机器人产业集群聚集了特蒂斯集团、海洋仪器康采恩、海洋水下武器-液压仪器康采恩等20多家俄罗斯企业,依托100多家生产、科研单位。新开发的“Kalvesin-1R”机器人可以下潜到6000米的深度,可以在北极海底的低温环境下工作。
俄罗斯联合仪器制造公司公司URP-01G履带式通用战斗机器人平台正在研制中,其有效载荷为2吨,控制系统和尺寸与原来一样。该平台采用模块化设计,在此基础上可以生产多种机器人,如打击侦察、安全巡逻、扫雷、辐射和化学侦察、消防等。
俄罗斯萨马拉国立航空航天大学的科学家在实验室开发出一种航空工业零件的3D制造技术,利用金属粉末在特制的3D打印机上“烘焙”得到相应的零件,并成功利用这种技术制造出涡轮、燃烧室等飞机关键部件。
工业机器人
加拿大
建造下一个代生生物传感器通用技术;开发新的石墨烯传感器;3D打印设备获得国际设计大奖。
在冯卫东的一月,它被加入建造下一个。代生生物传感器的一般技术可以将生化过程转化为更容易观察到的颜色变化。这种新工具可以帮助科学家解决从细胞生物学的基本机制到精神疾病的根本原因的问题,甚至开发新的疗法。
6月,一个由加拿大研究人员组成的国际团队开发了一种新的石墨烯传感器。该生物传感器不仅对检测霍乱毒素具有非常高的灵敏度,而且还可以对癌症和其他传染病提供早期诊断。
11月,滑铁卢大学的毕业生利用众筹设计3D打印设备,成为第一个获得2015年国际詹姆斯·戴森设计奖的加拿大人。新设备Voltera V-1可以在几分钟内打印出原型电路板,生产成本不到2000美元。
里本
开发新型对话机器人,使机器人进一步拟人化;生产和销售3D打印的人造骨骼。
金戈是制造业大国,但在人工智能和智能制造方面的优势并不明显,市场扩张迅速。2015年日本在这一领域的成果多为改进和完善,鲜有突破性成果。
工业技术研究所及相关公司研究人员开发了一种新的机器人感知系统,可以让机器人根据音乐的节奏自动编舞和跳舞。
大阪大学及相关制造业公司研究人员共同开发了一种新型的社交对话机器人。机器人可以像人一样看着物体,并对对方说话的节奏做出反应。这让机器人的拟人化更进了一步。
下一个21公司与欧洲公司合作开始在欧盟国家销售3D打印人造骨骼。这个3D打印的骨架价格它很便宜,并且具有与患者自身骨骼快速愈合的优点,因为它不需要热处理。
大阪大学、京都大学和国际电气通信基础技术研究所共同开发了可以与人类自然对话的人形机器人。该机器人具有与人类外貌相似度高、声音识别度高的优点。
韩国
加强对机器人产业的投资,宣布发展精密制造机器人;已经开发出可以治疗癌症的纳米机器人和由湿度变化驱动的微型机器人。
闫学2015年,韩国不断加大在机器人领域的投资,试图以机器人产业推动韩国智能制造业的振兴。
今年1月,韩国全南大学细菌机器人研究所开发了世界上第一个可治疗癌症的”。体内博士”——纳米机器人。机器人由有机体、细菌和微生物组成药物可用于诊断和治疗高危癌症,如结直肠癌、乳腺癌、胃癌和肝癌。
10月,韩国政府宣布将与三星电子联合开发精密制造机器人,为国内制造业提供援助。这些机器人将用于生产要求高精度的产品,如手机和消费电子产品。
11月,受植物缓慢移动的启发,韩国首尔国立大学开发了一种由湿度变化驱动、无需电池的微型机器人。这种机器人可以执行消毒伤口、消除皮肤皱纹、促进皮肤组织新陈代谢等任务。