Proces miniaturizacije bo z mikro- in nanomehatroniko kmalu dobil neslutene razsežnosti. Z natančno kontrolo atomov, molekul ali predmetov v nanometrskem merilu bo človek gradil doslej nepredvidljive naprave in sisteme. Nanotehnologija lahko pripomore k večji učinkovitosti delovanja mehatronskih sistemov, večji varnosti, zmanjšanju porabe energije in večji miniaturizaciji. Z uporabo nanotehnologije bo zagotovljena učinkovitejša proizvodnja. Z nanotehnologijo bo v prihodnosti mogoče graditi najrazličnejše nanosenzorje, mikroelektromehanski sistemi (MEMS) se bodo z nanotehnologijo pomaknili v nanoelektromehanske sisteme (NEMS).
Zelo majhno in visoko zmogljivo
Z mikro- in nanomehatroniko se bodo v prihodnosti razvijali izdelki in storitve z zelo visoko dodano vrednostjo. Pri tem gre za močna raziskovalna prizadevanja, ki se osredotočajo na razvoj kompleksnih kombinacij več miniaturnih pogonov in senzorjev za opravljanje zahtevnejših nalog in operacij. Mikro- oziroma nanotehnologije bodo vse bolj pomembne za razvoj prihodnje robotike in avtomatizacije, pravzaprav bodo odločilnega pomena za uresničitev sistemov z visoko zmogljivostjo. Cilj nanotehnologije je ustvariti idealno miniaturizacijo naprav in strojev do atomske in molekularne velikosti. Tehnološka smer takega razvoja pa je največji izziv človeka v tem stoletju. Z natančno kontrolo atomov, molekul ali predmetov v nanometrskem merilu bo človek gradil doslej nepredvidljive naprave in sisteme. Gradil bo nove senzorje iz umetnih, šele nastajajočih materialov, spominske zmogljivosti v terabajtih, nanorobotske stroje in naprave, DNK-računalnike, kvantne računalnike in naprave. Mikronaprave bodo odstopile prostor razvoju nanonaprav z vgrajenimi senzorji, aktuatorji in komunikacijskimi orodji, napravami in sistemi. Razvojna uspešnost nanonaprav pa bo odvisna predvsem od učinkovitosti razvoja nanoorodij za upravljanje atomov in molekul. Z razvojem nanotehnologije se razvoj seli na nanoskalo, nastajajo novi fizikalni modeli, novi fizikalni pojavi, modeliranje in simulacije v nanosvetu in na nanoravni.
Nova razvojna paradigma
Razvoj nanotehnologije bo prinesel povsem novo razvojno paradigmo. Človek bo lahko gradil precizne nanostroje in naprave, uporabniške vmesnike na nanoskali, nanovsadke za revitalizacijo človeških organov, njihov nadzor, za medicinski monitoring in drugo. Da bi dosegli stroškovno učinkovitost na področju nanotehnologije, bo treba avtomatizirati molekularno proizvodnjo. Nanotehnologija v povezavi z razpoložljivimi mikroelektronskimi tehnologijami ponuja nove možnosti za sistemsko integracijo. Jasna primera te vrste sta vgrajena optika in integrirani fluidni sistemi. Nanotehnologija ponuja tudi nove tehnologije za antene, s čimer se odpirajo nove možnosti za področje komunikacij. Danes se pogosto postavlja vprašanje, zakaj razvoj drvi iz mikro- v nanosvet ter iz mikronaprav in -sistemov v nanonaprave in sisteme. Brez dvoma je odgovor v uspešnosti dozdajšnjega razvoja tehnologij MEMS in njihovi vse večji uporabi. Nadalje s tehnologijo VLSI (ki zagotavlja visoko stopnjo integracije elektronskih elementov) in novimi procesi izdelave hitrih prototipov. Marsikaj se je spremenilo tudi z razvojem mehatronike, torej s sinergijsko povezavo mehanike, elektronike in informatike ter računalništva.
Laboratoriji na čipu so že danes realnost
Novi pristopi v mehatroniki, še zlasti v mikromehatroniki, spreminjajo konvencionalne sisteme v zanesljivejše, varčnejše, manj energetsko potratne. Velika sprememba v razvoju se je zgodila tudi zaradi izjemnega razvoja svetovnega spleta. Novi pristopi v razvoju mehatronike, še zlasti mikromehatronike, na poti v nanomehatroniko prinašajo torej ekstremno miniaturizacijo, prihranek pri materialu in energiji. Posledično nastajajo pametnejši sistemi, z nizkimi napajalnimi sistemi ter podporo 3D-tehnologij in tehnologij hitrega izdelovanja prototipov. Prehod iz klasične mehatronike v mikro- in nanomehatroniko pomeni tudi drugačno razmišljanje. Napredek na zgoraj navedenih področjih prinaša torej veliko novega, drugačnega in velikokrat tudi futurističnega, vsaj do točke, ko so posamezne naprave še v fazi razvoja in testiranj. Mehatronika je kot interdisciplinarno področje prinesla v zadnjih letih številne nove izdelke, zagotovila je izboljšane in bolj učinkovite izdelke, tudi takšne, ki jih uporabljamo v vsakdanjem življenju. Trenutno seveda ni nobenega dvoma o pomembnosti mehatronike kot področja znanosti in tehnologij. Danes mnogi pravijo, da je mehatronika področje mehanizmov, pogonov, senzorskih sistemov, aktuatorskih sistemov, elektronike, računalništva, mehkega nadzora, umetne inteligence in drugega.
Mikroskopsko majhni, a delujoči sistemi
Mikro- in nanomehatronika bo nekoč nekaj več. Bo povezanost nepredstavljivo malih komponent in tehnologij v kompleksne in prefinjene naprave in sisteme. Bo del sveta, ki ga s prostim očesom ne bo mogoče videti, bo svet osupljivo majhnih veličin, ki bodo sposobne procesno delovati, zanesljivo, varčno, nevplivno na okolico, pametno, celostno in ekstremno zanesljivo. Cilj uspešnosti mikro- in nanomehatronike bo najti najboljše rešitve za zahtevne potrebe in aplikacije, za učinkovito pokrivanje različnih potreb in področij, še zlasti izdelkov z visoko dodano vrednostjo.
Mehatronika se seli na področje očem nevidnega
2014_SE222_8
