安培、伏特和欧姆是电子学的三个基本单位。后两者分别用约瑟夫森电压和量子化霍尔电阻测量。然而，电流安培测量技术延续了19世纪使用的版本:恒定电流流经真空中相距1米的两条平行的无限长且圆形横截面的导线。当每米两根导线之间产生的力等于2×10-7牛顿时，规定流经导线的电流为1安培。由于导线几何形状的影响，这种宏观测量方法限制了测量精度。

因此，物理学家希望通过一次产生一个电子的极其精确的电流源来重新定义安培。虽然之前也有研究人员尝试过做这样的一套，但是没有人能成功，因为实践证明，检测这么小的电流是极其困难的。最近，赫尔辛基理工大学皮科拉领导的芬兰和美国联合研究小组制作的SET解决了这个问题。SET器件由连接两个隧道结的小导电岛组成。电子从一个结流入导电岛，从另一个结流出。每个隧道结都包含一层非常薄的绝缘层，电子通过绝缘层可以实现量子力学隧穿。因为隧道结非常小，电子之间的排斥力会阻止一个以上的电子同时隧穿。

研究人员首先将器件冷却到0.1K以降低热噪声，然后在导电岛和隧道结之间施加固定电压，并在栅极上施加振荡电压。每个振荡周期中隧穿电子的数量可以由栅极电压的幅度和平均值精确地确定。这个数字乘以栅极电压的频率和电子电荷的数量就是通过器件的电流。因为振荡电压的幅度和频率可以精确测量，而电子电荷量是一个固定值，所以可以精确计算出通过的电流。皮科拉说，将上述10个以上的元件并联起来，可以将电流增加到100皮安培，这就足够测量了。他认为SET可以作为电流源来定义标准电流。

日本金泽工业大学的研究小组与九州大学和北九州的一家机器人工厂合作，于18日完成了这款机器人的研发。金泽工业大学高技术材料研究开发中心主任明仁南摩教授在传感材料方面颇有建树。他负责领导这个研究小组。在完成机器人的研发后，他表示，当地约有10%的火灾是由吸烟者忘记熄灭烟头引起的。他们开发的机器人可以感知香烟气味和烟头温度，在火灾中起到预警作用。这项研究成果引起了许多消防队员的兴趣，预计今年将由日本消防部门授予。

该机器人高122厘米，宽58厘米，长74厘米，重约60公斤。配备先进的味觉传感器，可以沿着指定路线巡逻，寻找香烟的味道。当它探测到香烟的味道时，机器人会立即发出警报，并通过机身上的电脑告知情况。同时，机器人携带的摄像头会对现场进行拍照，人们可以通过图片确认具体的火灾。

南湖教授说，普通的火灾报警器无法感应到像香烟这样微小的热量和烟雾。研究团队研发的机器人可以对未点燃的烟头做出反应，及时发现火情。这个机器人配备了四种传感器，可以区分各种天然气的味道，香烟烟雾中含有的氢气，氢气和天然气的混合物以及氨气。这种能力使它能够区分香烟烟雾和许多味道。

南湖教授表示，今后将开发出能够对压缩空气中的微量气味做出反应的传感器，以及能够不受路线限制自由移动的机器人，从而走向实用。“我们想开发一种超过人类嗅觉灵敏度的气味传感器，它在气味感知方面具有更高的准确性，这样我们就可以开发出能够有效预防各种火灾的机器人。”