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物理學(xué)家使用原子力顯微鏡（AFM）獲得極小物質(zhì)的“圖像”。原子力顯微鏡在本質(zhì)上是一種微型機(jī)械探頭，探頭在樣本表面移動，發(fā)射出的光束的移動被記錄下來，并轉(zhuǎn)換為樣本表面的可見圖像（或剖析圖）。

通過把原子力顯微鏡與觸覺設(shè)備連接，操作人員可以直觀地控制顯微鏡探頭的移動。操作人員手部的動作會被縮小數(shù)百萬倍，并施加到探頭上。光束可以對無窮小力作出反應(yīng)，光束的偏差會被放大數(shù)百萬倍，然后反饋到操作人員的手部。

這種觸覺納米操縱系統(tǒng)可以讓操作人員感應(yīng)到操作過程中樣本的實(shí)際運(yùn)動。不同的操作模式適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，例如：碳納米管采用接觸式納米操控；硅顆粒采用非接觸式操控。除了納米操控本身，觸覺納米操縱系統(tǒng)還可以記錄操控過程中的全部信號，便于對納米力學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行量化解析。