印度国防研究与发展机构新建生化传感器工厂

近日，印度从事化学和生物防御产品和技术开发的最先进国防实验室——国防研究与发展机构（DRDE），新建的生化传感器工厂举行了开幕典礼。印度国防部科学顾问、国防研究与发展机构R&D & DG秘书长Vijay Kumar Saraswat博士表示，“ DRDE的研究人员不仅已经开发出了一系列核生化（NBC）技术，并且转化为产品交付用户。现在是我们加强核武器和生化战争能力的时候了。”未来的冲突可能将由不对称战争、小规模冲突和代理国战争为主。在这种情况下，生化制剂以及网络战将是潜在威胁。

时间：2013-05-31 关键词： 传感器 印度 国防 生化

基于C8051F350的干式生化分析系统的硬件设计

摘要：人体体液的生化指标是临床的重要参考资料，在疾病诊断和治疗上有着非常重要的意义。本文介绍了以单片机C8051F350为核心设计的干式生化分析的硬件系统。系统集信号采样、信号调理、光源选择、条码扫描、自动温控等功能于一身，能够准确、快速、方便的完成对多项生化指标的检测。经过样机实验证明，使用方便、快捷．具有较高的使用潜力和价值。 关键词：C8051F350；微弱信号；条码扫描；自动温控     生化分析仪是用来对人体的血液、尿液等体液中各种生化成分进行定量检测和分析的仪器，能够检验如肝功能、肾功能、血脂、心功能，它同时还能测量激素及微量蛋白。人体体液的生化指标在临床疾病诊断和治疗上具有重要的参考价值。是临床的重要参考资料。     临床检验中的干式生化分析实际上是相对于经典的湿式生化分析而言，干式生化分析主要是指将液体样品(如血清、血浆、全血、尿液等)直接加到固定在干载体的干试剂上，并且以样品中的水分作为溶剂，是样品中的待测成分与试剂进行化学反应，从而进行分析的一种检验方法，是集当代化学、光学、酶学、化学计量和计算机技术于一体的多学科分析技术。由于这种检验方法的快速性，干式生化分析仪在各医院检验科得到了大幅的推广，关于干式生化分析仪的研究也越来越多。 1 系统概述     本系统以Silicon Labs公司的单片机C8051F350为核心进行系统硬件的搭建。C8051F350是完全集成的混合信号片上系统型MCU，具有高速的、流水线结构8051兼容的CIP51内核，对于学习或使用过51内核单片机的技术人员来说，易于开展研发工作。C8051F350器件具有片内C2接口调试电路，支持使用安装在最终应用系统中的产品器件进行非侵入式、全速的在线系统调试，方便调试，缩短设计流程。     该系统的构成框图如图1所示。系统的工作流程为：将干片置于载物台上，距离检测器感应到干片已经到位，释放信号进行条码扫描，将扫描到的信息送到单片机内存储备用。然后控制机械结构将载物台运送到进样位，将样品滴到干片上，继而将干片引至恒温的检测位进行检测。检测过程主要是首先单片发出信号选定所需波长的光源，照射到载有样品的干片上，光经过反射至系统的检测部分，继而将光信号转换为电信号，经过放大滤波电路的调理之后，送至单片机进行运算处理。单片机处理之后，通过RS232接口与ARM进行通信，并将信息传送至ARM进行后续处理和显示。 2 硬件设计     本系统的硬件部分主要可以分为以下几个部分：电源部分、条码扫描米快、温度测控制模块、LED光源模块、信号测量与处理模块以及与ARM等通讯的RS232接口模块。电源模块为单片机提供工作电流，同时为光源和温控部分提供电流。条码扫描模块读取干片的条码信息。温度测控模块使孵育和检测温度保持在恒温下，减小温度对测量结果的影响，提高测量的精度。LED光源模块提供检测用光，并且实现不同波长光源的切换。信号测量与处理模块，采样光路中返回的光信号转换为电压信号，对含有各种噪声的信号进行放大滤波等调制处理，后送至单片机内进行数据处理与传递。 2．1 条码扫描模块     条码扫描模块包括干片感测和条码扫描，该部分的作用是通过近距检测器检测到干片已经被放置在载片台上，将控制信号发至条码扫描仪，条码扫描仪扫描干片上的条码信息发送至单片机，从而实现被检验者信息的自动输入和识别。其中U1为近距检测器(HSDL-9100)，当干片接近该近距检测器时，经过干片反射回来的光强度增加，流过Rt的电流增大，运算放大器U2的同相输入端电压升高。经过U2的放大之后，输入到比较器U3的反向输入端与基准电压进行比较，将数字信号输出到条码扫描仪，通知扫描仪进行条码扫描。其中，通过R8能够设置合理的阈值，防止控制信号振荡。条码扫描仪选用摩托罗拉的SE995。 2．2 温度测控模块     温度测控部分包括温度检测与温度控制。由于温度对化学反应的影响比较大，所以干式生化分析对于温度的要求较高。在系统的硬件设计中，采用反馈法对反应温度进行实时精确控制。如图3所示，热敏电阻对于温度有较高的灵敏度，当温度变化时，热敏电阻的阻值发生相应的变化。恒流源使电流通过热敏电阻，将电阻的变化转换为电压的变化，后经过运算放大器的放大将模拟信号直接送至单片机C8051F350内，在CPU内部与设定的标准值进行比较，并且经过单片机内部的PID算法作用，计算出模拟输出的量，控制帕尔贴加热或者制冷。例如，当输入电压小于标准值，说明温度高于温度标准值，单片机的模拟输出端输出模拟信号，经放大控制驱动芯片产生电流，使得帕尔贴转换为制冷，降低检测温度。反之，若输入电压高于标准值，说明温度低于温度标准值，单片机控制驱动芯片。使得帕尔贴转换为加热状态。在PID负反馈的作用下，能将检测温度控制在37±0．5℃。 2．3 LED光源模块     本干式生化分析系统能够检测多种生化指标，而不同的生化指标需要不同波长的光进行检测，于是本系统设计了8波长光路的选择电路。可以通过单片机C8051F350的发出指令信号来选择通所需波长的LED光源。由于单片机的引脚为TTL电路，高电平为3．3 V左右，因此无法满足CD4051的电平要求，因此设计了如图4所示的管够转换电路，将高电平电压由3．3 V转换为12 V左右，达到控制CD4051选通作用。另外，在某些特定的时候，要求所有的光源都处于不发光状态，因此单片机的P1．0口信号连至CD4051的使能端，以方便的控制CD4051的工作状态，输出低电平时，CD4051所有通道都将截止。 2．4 信号测量与处理模块     信号测量与处理电路包括信号采样电路、前置放大电路、滤波电路以及后置放大电路等，如图5所示。     图6为信号测量与处理模块的具体电路图。光电二极管D1将光信号转换为电流信号，该电流信号经过高精密运算放大器U5组成放大电路的放大作用，流经R13变为电压信号。在此之后是以运算放大器U6A(即OPA2131)为核心的有源低通滤波电路，滤除信号内混杂的高频噪声。滤除高频噪声的信号经过滤波器芯片UAF42组成的工频信号陷波电路，滤除50 Hz的工频干扰，随后经过U6B和U8(CD4051)组成的后置放大电路后送至单片机内。     UAF42是一款德州仪器公司设计生产的通用滤波器芯片。该滤波器芯片具有设计方便、使用灵活的特点，通过改变UAF42的电路参数可以构成各种满足工程实际需要的滤波器。德州仪器还为这款滤波器芯片设计了电路辅助设计软件，即Filter42．exe，可以直接在TI网站下载并使用。另外，各种指标测量时，所用的LED光源不同，各种样品对光的反射率也不同，因此信号的大小范围也各有不同。于是，本系统的后置放大电路中设计了8个放大通道，以便为每个LED光源匹配合适的放大倍数。 2．5 RS232接口模块     RS232接口电路：C8051的管脚为LS-TTL电平，即逻辑1为高电平(>2．5 V)，逻辑0为低电平(<0．25 V)。PC或ARM的串口上的电平形式为RS232电平，即逻辑1(MARK)为-3～-15 V，逻辑0(space)为3～15 V。二者进行信息通讯的前提是电平类型一致，于是选用MAX3232电平转换芯片来实现TTL至RS232的转换。 3 结论     本文设计的干式生化分析硬件系统能够对微弱的光信号进行检测与信号调理，同时具备自动光源选择、自动条码扫描、自动温度控制等技术，通过与ARM开发板的连接，能够完成对多种生化指标的准确检测。在实际检测过程中，除加样以外其余工作均能实现自动化，检测速度快且能保证测量精度，大大提高了仪器的自动化程度、快速性和可靠性。同时，使用方便快捷，具有较高的实用价值。

时间：2012-02-23 关键词： 系统 分析 c8051f350 生化

基于C8051F350的干式生化分析系统的硬件设计

摘要：人体体液的生化指标是临床的重要参考资料，在疾病诊断和治疗上有着非常重要的意义。本文介绍了以单片机C8051F350为核心设计的干式生化分析的硬件系统。系统集信号采样、信号调理、光源选择、条码扫描、自动温控等功能于一身，能够准确、快速、方便的完成对多项生化指标的检测。经过样机实验证明，使用方便、快捷．具有较高的使用潜力和价值。 关键词：C8051F350；微弱信号；条码扫描；自动温控     生化分析仪是用来对人体的血液、尿液等体液中各种生化成分进行定量检测和分析的仪器，能够检验如肝功能、肾功能、血脂、心功能，它同时还能测量激素及微量蛋白。人体体液的生化指标在临床疾病诊断和治疗上具有重要的参考价值。是临床的重要参考资料。     临床检验中的干式生化分析实际上是相对于经典的湿式生化分析而言，干式生化分析主要是指将液体样品(如血清、血浆、全血、尿液等)直接加到固定在干载体的干试剂上，并且以样品中的水分作为溶剂，是样品中的待测成分与试剂进行化学反应，从而进行分析的一种检验方法，是集当代化学、光学、酶学、化学计量和计算机技术于一体的多学科分析技术。由于这种检验方法的快速性，干式生化分析仪在各医院检验科得到了大幅的推广，关于干式生化分析仪的研究也越来越多。 1 系统概述     本系统以Silicon Labs公司的单片机C8051F350为核心进行系统硬件的搭建。C8051F350是完全集成的混合信号片上系统型MCU，具有高速的、流水线结构8051兼容的CIP51内核，对于学习或使用过51内核单片机的技术人员来说，易于开展研发工作。C8051F350器件具有片内C2接口调试电路，支持使用安装在最终应用系统中的产品器件进行非侵入式、全速的在线系统调试，方便调试，缩短设计流程。     该系统的构成框图如图1所示。系统的工作流程为：将干片置于载物台上，距离检测器感应到干片已经到位，释放信号进行条码扫描，将扫描到的信息送到单片机内存储备用。然后控制机械结构将载物台运送到进样位，将样品滴到干片上，继而将干片引至恒温的检测位进行检测。检测过程主要是首先单片发出信号选定所需波长的光源，照射到载有样品的干片上，光经过反射至系统的检测部分，继而将光信号转换为电信号，经过放大滤波电路的调理之后，送至单片机进行运算处理。单片机处理之后，通过RS232接口与ARM进行通信，并将信息传送至ARM进行后续处理和显示。 2 硬件设计     本系统的硬件部分主要可以分为以下几个部分：电源部分、条码扫描米快、温度测控制模块、LED光源模块、信号测量与处理模块以及与ARM等通讯的RS232接口模块。电源模块为单片机提供工作电流，同时为光源和温控部分提供电流。条码扫描模块读取干片的条码信息。温度测控模块使孵育和检测温度保持在恒温下，减小温度对测量结果的影响，提高测量的精度。LED光源模块提供检测用光，并且实现不同波长光源的切换。信号测量与处理模块，采样光路中返回的光信号转换为电压信号，对含有各种噪声的信号进行放大滤波等调制处理，后送至单片机内进行数据处理与传递。 2．1 条码扫描模块     条码扫描模块包括干片感测和条码扫描，该部分的作用是通过近距检测器检测到干片已经被放置在载片台上，将控制信号发至条码扫描仪，条码扫描仪扫描干片上的条码信息发送至单片机，从而实现被检验者信息的自动输入和识别。其中U1为近距检测器(HSDL-9100)，当干片接近该近距检测器时，经过干片反射回来的光强度增加，流过Rt的电流增大，运算放大器U2的同相输入端电压升高。经过U2的放大之后，输入到比较器U3的反向输入端与基准电压进行比较，将数字信号输出到条码扫描仪，通知扫描仪进行条码扫描。其中，通过R8能够设置合理的阈值，防止控制信号振荡。条码扫描仪选用摩托罗拉的SE995。 2．2 温度测控模块     温度测控部分包括温度检测与温度控制。由于温度对化学反应的影响比较大，所以干式生化分析对于温度的要求较高。在系统的硬件设计中，采用反馈法对反应温度进行实时精确控制。如图3所示，热敏电阻对于温度有较高的灵敏度，当温度变化时，热敏电阻的阻值发生相应的变化。恒流源使电流通过热敏电阻，将电阻的变化转换为电压的变化，后经过运算放大器的放大将模拟信号直接送至单片机C8051F350内，在CPU内部与设定的标准值进行比较，并且经过单片机内部的PID算法作用，计算出模拟输出的量，控制帕尔贴加热或者制冷。例如，当输入电压小于标准值，说明温度高于温度标准值，单片机的模拟输出端输出模拟信号，经放大控制驱动芯片产生电流，使得帕尔贴转换为制冷，降低检测温度。反之，若输入电压高于标准值，说明温度低于温度标准值，单片机控制驱动芯片。使得帕尔贴转换为加热状态。在PID负反馈的作用下，能将检测温度控制在37±0．5℃。 [!--empirenews.page--] 2．3 LED光源模块     本干式生化分析系统能够检测多种生化指标，而不同的生化指标需要不同波长的光进行检测，于是本系统设计了8波长光路的选择电路。可以通过单片机C8051F350的发出指令信号来选择通所需波长的LED光源。由于单片机的引脚为TTL电路，高电平为3．3 V左右，因此无法满足CD4051的电平要求，因此设计了如图4所示的管够转换电路，将高电平电压由3．3 V转换为12 V左右，达到控制CD4051选通作用。另外，在某些特定的时候，要求所有的光源都处于不发光状态，因此单片机的P1．0口信号连至CD4051的使能端，以方便的控制CD4051的工作状态，输出低电平时，CD4051所有通道都将截止。 2．4 信号测量与处理模块     信号测量与处理电路包括信号采样电路、前置放大电路、滤波电路以及后置放大电路等，如图5所示。     图6为信号测量与处理模块的具体电路图。光电二极管D1将光信号转换为电流信号，该电流信号经过高精密运算放大器U5组成放大电路的放大作用，流经R13变为电压信号。在此之后是以运算放大器U6A(即OPA2131)为核心的有源低通滤波电路，滤除信号内混杂的高频噪声。滤除高频噪声的信号经过滤波器芯片UAF42组成的工频信号陷波电路，滤除50 Hz的工频干扰，随后经过U6B和U8(CD4051)组成的后置放大电路后送至单片机内。     UAF42是一款德州仪器公司设计生产的通用滤波器芯片。该滤波器芯片具有设计方便、使用灵活的特点，通过改变UAF42的电路参数可以构成各种满足工程实际需要的滤波器。德州仪器还为这款滤波器芯片设计了电路辅助设计软件，即Filter42．exe，可以直接在TI网站下载并使用。另外，各种指标测量时，所用的LED光源不同，各种样品对光的反射率也不同，因此信号的大小范围也各有不同。于是，本系统的后置放大电路中设计了8个放大通道，以便为每个LED光源匹配合适的放大倍数。 2．5 RS232接口模块     RS232接口电路：C8051的管脚为LS-TTL电平，即逻辑1为高电平(>2．5 V)，逻辑0为低电平(<0．25 V)。PC或ARM的串口上的电平形式为RS232电平，即逻辑1(MARK)为-3～-15 V，逻辑0(space)为3～15 V。二者进行信息通讯的前提是电平类型一致，于是选用MAX3232电平转换芯片来实现TTL至RS232的转换。 3 结论     本文设计的干式生化分析硬件系统能够对微弱的光信号进行检测与信号调理，同时具备自动光源选择、自动条码扫描、自动温度控制等技术，通过与ARM开发板的连接，能够完成对多种生化指标的准确检测。在实际检测过程中，除加样以外其余工作均能实现自动化，检测速度快且能保证测量精度，大大提高了仪器的自动化程度、快速性和可靠性。同时，使用方便快捷，具有较高的实用价值。

时间：2012-02-21 关键词： 系统 分析 硬件 电源技术解析 基于 设计 干式 c8051f350 生化

LRH-250A型生化培养箱电路

时间：2011-07-10 关键词： 250 培养箱 测试测量电路 lrh 生化

基于ARM9在高精度生化分析仪温度控制系统中的应用

摘要：基于ARM9系列的S3C2410处理器，结合嵌入式linux操作系统，完成硬件驱动程序和模糊自整定PID控制算法的设计，实现全自动生化分析仪反应池温度的高精度控制。运行结果表明，所设计的控制系统具有响应快，稳定性、实时性好等优点。实现了一种应用于全自动生化分析仪的高精度温度控制系统。 1 引言     ARM9越来越广泛的应用于各种生物电子仪器中，全自动生化分析仪是一个典型的应用。生化分析仪检测分析过程中温度对检测结果具有很大的影响，被检样品和试剂只有在指定的温度下检测才能保证生化检验结果的可靠性。生化分析仪的温控系统往往具有非线性、时滞性等特点，应用常规PID控制达不到理想的效果。本系统以ARM9处理器作为控制系统核心，实现模糊自整定PID控制算法。经测试，该系统精度高，稳定性好，响应快，反应盘控温于现行的标准检测温度37℃，控温精度为土0.1℃，显示精度为±0．01℃，完全满足临床使用要求。 2 系统总体设计及主要硬件实现 2.1 系统总体设计     系统结构如图1所示。系统主要由测温器件、ARM控制器及显示变送单元三部分组成。ARM控制器采用三星公司的S3C2410A。测温器件负责温度的采集，在本系统由DS1 8B20温度传感器构成。整个系统工作过程是先由键盘设定温度值，ARM 控制器控制温度传感器采集温度信号，经过模糊PID 控制模块运算，输出PwM 波控制功率驱动模块，实现对温度的加热和制冷控制，同时通过LCD显示温度。 2．2 控制器S3C2410     S3C2410A是由Samsung Electronics Co．，Ltd为手持设备设计的低功耗、高度集成的，基于ARM920T内核16／32RISC嵌入式处理器，运行频率可达203MHz， 独立的16k指令和16kB数据的缓存(Cache)，虚拟内存管理的MMU单元，LCD控制器(STN&TFT)，非线性(NAND)FLASH的引导单元系统管理器(包括片选逻辑控制和SDRAM控制器)，3通道的异步串口(UART)，输入输出端口，实时时钟单元(RTC)，带有触摸屏接口的8个通道10bitADC，IIC总线接口，IIS总线接口，USB的主机(host)元，USB的设备(Device)接口，2个通道的SPI接口和锁相环(PLL)时钟发生单元。     本系统设计采用32位RISC嵌入式处理器工作模式，采用NAND FLASH启动方式。NAND FLASH存储器扩展选择三星电子公司生产的K9F1208，单片容量为64MX 8bit(64M字节)，工作电压2．7～3．6V，8位数据宽度，带有硬件数据保护功能，支持上电自动引导功能。系统中SDRAM 选用HY57V561620T，单片存储容量为4组x4Mxl6位(32M字节)，工作电压为(3．3±0．3)V，16位数据宽度。根据系统需要和充分发挥32位CPU的数据处理能力，本系统选用两片HY57V561620T并联构建32位SDRAM存储器系统，共64MB的SDRAM空间，可满足嵌入式操作系统及各种相对复杂的功能运行要求。 2．3 温度采集单元的实现      温度采集单元主要温度信号的实时采样并响应主机的命令[31。本系统温度传感器使用DS1 8B20，DS1 8B28B20是美国半导体DALLAS公司推出的单总线温度传感器。该器件具有体积小、结构简单、实用电压宽、可组网、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点，而且内有控制电路，收发电路和存储电路等。DS18B20 具有较宽的电压适用范围(3～5．5V)，并能够通过编程实现温度信号的9～12位的数字转换，分辨率最高可以达到0．0625℃。其测量温度范围为-55～+125℃，其中，在-10～+85℃范围内，精度能够达到±0．5℃。器件采用CMOS技术，耗电量很小，能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现一位分辨率的数字值读数方式。使用微处理器作为控制机时，可以使用一位普通端口，就可驱动传感器芯片，本系统采用GPB7引脚来驱动DS18B20。由于DS1 8B20是通过一条数据线传输数据， 这样整个系统要严格按该器件单总线协议规定的时序进行工作， 所以DS 1 8B20有严格的通信协议来保证各个数据传输的正确性和完整性。根据DS 1 8B20的通讯协议，主机控制DS 1 8B20完成温度转换时，首先在每一次读写之前对DS1 8B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，然后发送RAM 指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。R O M 操作命令主要是对传感器地址的操作。RAM 指令主要完成温度的测量，主要有读寄存器，写寄存器，温度转换等操作。   2．4 键盘及LCD显示单元     系统采用SPI接口的键盘控制芯片ZLG 72 8与$3C2410A的SPI接口连接，ZLG7289扫描的行线R[2：0】和列线C[7：0】构成矩阵键盘，同时在芯片内部可自动完成扫描、译码、去抖动处理等任务。     S3C2410A内部已经集成了LCD 控制器，因此可以很方便地控制各种类型的LCD屏，例如：STN和TFT屏。系统采用Samsung 3．5 反射型TFT液晶LTS350Q1，320 X 240像素，256k色，White LED背光，自带四线式触摸屏，可以直接和S3C2410A的触摸屏驱动电路连接，触摸位置直接用CPU内置的ADC电路采样可得。 键盘和LCD连接示意图如图2所示。    [!--empirenews.page--] 3 模糊自整定PID控制算法模块设计     模糊自整定PID控制系统能在控制过程中对不确定的条件、参数、延迟和干扰等因素进行检测分析，采用模糊推理的方法实现PID三个参数 、 f和 的在线自整定。模糊自整定PID控制不仅保持了常规PID控制系统的原理简单、使用方便、鲁棒性较强等特点，而且具有更大的灵活性、适应性、精确性等特性。     模糊自整定PID控制器是在常规PID控制器的基础上建立参数K ，K ，K 与偏差绝对值IE I和偏差变化率 绝对值lecI问的二元连续函数关系的控制器。二元函数关系为 ]： = ( ，J j)， = 0 ，J )，K = ( JEc})。模糊自整定PID控制器根据不同的 、IEcI在线自整定K， K 和Kd。 取输入偏差、偏差变化率和输出隶属度函数分别如图3所示。        对于图3中 的隶属度，当n=p时，a，b分别取一0．3，0．3；当n=i时，a，b分别取一0．06，0．06；当n=d时，a，b分别取一3，3。     模糊一PID控制系统为双输人三输出系统，输入量为偏差E和偏差变化率EC，输出量为PID参数 ，K 和 。采用七种不同的模糊语言变量进行描述：负小(NS)、负中(NM)、负3v(NB)、零(Z)、正小(Ps)、正中(PM)、正大(PB)，控制规则取为：if E and EC then K ，K， ，根据PID控制的基本原理，结合实际经验，设计模糊控制表如表1所示。  [!--empirenews.page--]4 系统软件设计     软件部分采用嵌入式Linux操作系统，系统主要流程如图4所示。系统上电启动BootLoader，初始化系统硬件，加载操作系统，将系统带人一个合适的环境。完成系统引导加载后新建一系列线程，包括温度数据采集线程、模糊自整定控制算法线程、输出线程，并且新建线程之间的通信管道FIFO。完成以上工作以后进入主进程，主进程完成的主要工作是：利用S3C2410读入的采样数据，计算偏差和偏差的变化率，将偏差和偏差的变化率作为输入量，再由模糊PID 自整定控制算法得出输出控制量。可通过键盘并利用外部中断来控制是否停止采样，如果停止采样则合并线程，结束应用程序。 采用重心法对经模糊控制规则表所得的 、 和进行反模糊化处理得到精确的值，再将这些值代入如下公式     5 结束语     本系统选用高性能ARM9系列处理器S3C2420以及嵌入式Linux操作系统，温度传感器采用基于目前最流行的单总线温度传感器DS 1 8B20，设计并实现了生化分析仪中的一种高精度温度控制器。通过模糊自整定PID控制算法提高了系统的响应速度和控制精度。结果证明，该系统能很好地实现对生化分析仪反应池的温度控制在需要范围内，从而有效地提高了生化分析仪的检测精度和准确度。

时间：2010-12-12 关键词： 高精度 控制系统 温度 分析仪 arm9 电源技术解析 基于 应用 生化

美研发纳米弹簧助医疗电子设备携带生化剂

美国俄勒冈州立大学(Oregon State University，OSU)的研究人员开发出一种外观类似老式电话线的硅纳米弹簧(nanospring)，能用以为医疗电子设备携带生物催化剂(biological catalyst)。 纳米科技实现了许多微型结构的大量生产，包括较小型的晶体管通道(transistor channels)以及商品的防伪机制(anti-counterfeiting mechanism)；新开发的商用纳米弹簧，是由半导体绝缘材料氧化硅(silicon dioxide)所制成，并与半导体制造采用相同的化学气相沉积制程，可望催生革命性的生物医疗设备。 俄勒冈州立大学的研究人员，与爱达荷大学(University of Idaho)的研究团队合作，重新规划了委托位于莫斯科的厂商GoNano Technologies制造的纳米弹簧，好将制药、生物传感器与诊断用生物医疗专用设备等各方面适用的微反应器(microreaction)表面积最大化。 研究人员指出，纳米弹簧所扮演的角色，是储放高活性生物催化剂的次微米支持机制；它们并展示了如何以直径约仅60纳米的氧化硅纳米弹簧，夹带活性(enzyme)。而据说俄勒冈州立大学的研究成果，是纳米弹簧首度被证实可在微反应器中做为固定化(immobilized)的载体(carrier)。 生物医疗传感器能利用纳米弹簧所增加的表面积，以高于传统设备的速度来感应毒性物质的存在；研究人员表示，纳米弹簧也可提供储存活性燃料(例如氢气)的方法，在能源生产的过程中改善碳循环(carbon cycling)，或是助力医疗用实验室单芯片(labs-on-chip)。 【编辑推荐】 研究表明：传感器增强型胰岛素泵可改善血糖控制 被动散热管理方案助力医疗电子设备小型化 FDA批准3种除颤器 心衰新适应证有望得到治疗 ?

时间：2010-09-26 关键词： 纳米 电子设备 弹簧 生化

手机用生化气体微型检测芯片问世

美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员联合Rhevision公司共同开发出一种新的微型传感器芯片，这款传感器可以让手机具备检测空气中所包含的有毒气体。新的传感器芯片采用了数百个超薄硅片，这些多孔硅片在与特定的化学物质发生反应时将会改变颜色，然后通过使用Supermacro镜头进行拍摄，然后判断 当前空气中有毒气体的含量。目前已经测试成功的气体包括煤气、水杨酸甲酯、芥子气、甲苯等危险气体以及生化武器气体。研究人员介绍称，通过改变硅片的分列形状，可以让该芯片可检测气体进行更改。现在这款芯片已经完成了第一阶段的研究，并生产出可以连接手机使用的原型产品，预计将用于矿井、消防、环保、军事等多个领域。

时间：2010-05-18 关键词： 手机 检测 气体 生化

手机用生化气体微型检测芯片问世

来自国外媒体的报道，美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员联合Rhevision公司共同开发出一种新的微型传感器芯片，这款传感器可以让手机具备检测空 气中所包含的有毒气体。新的传感器芯片采用了数百个超薄硅片，这些多孔硅片在与特定的化学物质发生反应时将会改变颜色，然后通过使用Supermacro镜头进行拍摄，然后判断 当前空气中有毒气体的含量。目前已经测试成功的气体包括煤气、水杨酸甲酯、芥子气、甲苯等危险气体以及生化武器气体。研究人员介绍称，通过改变硅片的分列形状，可以让该芯片可检测气体进行更改。现在这款芯片已经完成了第一阶段的研究，并生产出可以连接手机使用的原型产品，预计将用于矿井、消防、环保、军事等多个领域。

时间：2010-05-17 关键词： 气体 问世 微型 生化

“眼球博客人”安装生化眼 酷似科幻机械人

据英国新科学家杂志报道，加拿大电影工作者罗布-思朋斯(Rob Spence)在童年时右眼受到严重伤害，之后进行了右假体置换手术。像其他假眼一样，思朋斯的假右眼看上去很好，但他认为这样并未充分发挥这只假眼的真实作用，他不仅将这只假眼作为一个“摄像机”，目前，他又将这只假眼变成了“生化眼”，如同阿诺-施瓦辛格主演的科幻片《终结者》中的机械人。加拿大电影工作者罗布-思朋斯童年遭受右眼意外事故之外，它的右眼又获得了新生，在工程师们的帮助下，他的右眼不仅变成了摄像机，还成了像《终结者》中机械人般的红色机械眼。“眼球博客人”的假眼包括：一个数字摄像机、一个无线传输器和假眼中的一个电源电池。

时间：2009-04-08 关键词： 博客 机械人 生化

生化机器人将成未来人类终极形态

人类的明天将是什么样？这是我们时常都很关注的话题。结合现代机器人的一些发展趋势，美国、德国、英国等国的科学家都纷纷表示，人类的终极形态将是生化机器人。甚至有科学家表示，未来的人类和机器人的界限将逐渐消失，人类将拥有机器人一样强壮的身体，机器人将拥有人类一样聪明的大脑。到了那时，人类将不再为疾病和死亡而过度担心。        机械臂的工作原理        1  医生将神经信号引至患者的胸部肌肉        2  当患者想要用手或胳膊作出某个动作时，神经信号从大脑传导到相关位置的肌肉处        3  固定在肩部系带上的电极检测神经电信号并送往机械臂        4  一台计算机处理神经电信号，并控制机械臂作出合适的动作        5  模拟神经信号被释放在皮肤上，该信号传导回大脑使患者获得触摸的感觉    1  有人脑和机器身体的机器人        生化机器人一度出现在科幻小说中，他们拥有人类的大脑和机器人的身体。但是，随着机器人科学和生命科学的发展，生化机器人将不再是幻想。美国科学家已经成功在一位半身不遂的男性患者大脑中植入一个电脑芯片，患者凭大脑里的意识就可以操作电脑，发送电子邮件，甚至还可以玩电脑游戏。当然，电脑芯片可以植入人类大脑，也可以植入身体。研究人员希望，残疾患者在芯片的帮助下，可以直接用大脑控制手臂和腿的假肢。其实现在就已经出现了可以部分控制的假肢，不过问题仍很多，对假肢的控制并不能长期保持稳定。这是因为人类大脑和所有的生物组织一样，对机械具有排异反应。        德国研究人员已经掌握了让神经细胞在芯片表面生长的技术。最近，他们又成功控制神经细胞在芯片上的生长方式，让这些神经细胞能有目的地处理信息。这种信息处理能力正是科学家需要的，因为神经细胞在芯片上能像在人的大脑里一样工作，它们接收并传递信号。科学家希望能控制神经细胞和电脑芯片的信息交流过程，制造出由微电子和生物体组成的生化机器人，让这些机器人具有机器人和人类的各种优势。这种结合人脑和机器人身体的机器人可称之为“人脑机器人”。人脑机器人对信息的储存和处理速度将比人类快，在社交上将比机器人聪明。不过，从目前情况来看，具有人脑特质的机器人恐怕要在遥远的未来才能实现。    2  有电脑和人类身体的机器人        除了研究具有人类大脑和机器身体的生化机器人外，一些研究人员热衷于让机器人融入人类社会，他们正在研究一种具有机器大脑和人类身体的生化机器人，我们可称之为“肉身机器人”。        研究人员采用了基因生化技术和人工神经网络技术相结合的方式，将这种机器人仿造得和真人一样。肉身机器人全身上下，除了头部的一块电子芯片外，其他的地方都是利用基因技术制造的人造器官。肉身机器人的全身上下布满了电子化的神经网络，肉身机器人的行动是由这个神经网络来控制的。        肉身机器人除了上述的特点外，它还有两个特点：一是它将具有类似人类的思维能力；二是能够同人通过对话来进行交流，接受并理解人的命令。目前，具有生物活性的人造皮肤、人造肝、人造肾、人造胰、人造骨等人体器官都已经研制成功，并在医疗领域得到广泛使用。这些人造器官是制造肉身机器人的重要基础。科学家遇到的难题是怎样把这些人造器官整合起来，怎样让这些器官和电脑芯片能够正常地进行信息交换。    3  生化机器人技术将造福人类        随着生化机器人技术的逐步成熟，未来人类社会将会变得复杂而有趣，长得像机器人的可能是人，而长得像人的可能是机器人。人脑机器人可能是人类的终极形态，而肉身机器人可能是机器人的终极形态。那时的法律和伦理道德都将与现在有很大区别，其目的就是为了让人类与机器人和谐相处。        人脑机器人技术不仅用于制造新型机器人，更大的用途是为人类的健康造福。如果有人由于先天或后天的原因身患残疾，就可以安装一个相应的机器器官。目前，人类的身体会对外来的机器器官产生排斥反应，处理不当会危及生命。但是，有了生化机器人技术后，机器器官和人类大脑能够“对话”，让身体的免疫系统接受这个外来的器官，这样就不会产生不良的排斥反应。人类到死亡的时候，往往大脑中的大部分细胞还有是活的。如果把这些细胞移植到一个机器身体内，制造一个具有人类大脑的机器人，人类就有望实现永生的梦想。        人类制造肉身机器人不仅仅是为了让机器人可以成为自己的好伙伴，更重要的是让机器人更好地为人类服务。日本本田公司的机器人研究中心正在制订一个庞大的研究计划，希望在20年的时间里能成功地制造出具有完美肉身的机器人，让这些机器人在工厂、宾馆、商场、医院、家政服务领域得到广泛使用。这些肉身机器人将比普通的金属骨架机器人具有更大的亲和力，也就具有更大的市场竞争力。

时间：2009-02-06 关键词： 机器人 生化