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2017-10-12 15:48 |
深圳先進(jìn)院微型特種機器人研究獲進(jìn)展
近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院集成所智能仿生中心副研究員徐天添工作組，經(jīng)過長時間努力，研究出針對低雷諾數(shù)液體中磁控微型機器人的路徑跟隨方法，以及一套全新的多自由度磁控裝置。該成果具有更高的控制準(zhǔn)確性，并支持人機結(jié)合交互式控制，使微型機器人技術(shù)更加貼近實際應(yīng)用。相關(guān)研究結(jié)果Image-Based Visual Servoing of Helical Microswimmers for Arbitrary Planar Path Following at Low Reynolds Numbers和The Hybrid System with a Large Workspace towards Magnetic Micromanipulation within the Human Head相繼發(fā)表在2017年機器人領(lǐng)域會議IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems（IROS，IEEE智能機器人與系統(tǒng)國際會議）上，前者已申請一項中國發(fā)明專利。兩篇論文作者在IROS會場對論文內(nèi)容進(jìn)行了報告和展示，與來自全世界的同領(lǐng)域研究者們進(jìn)行交流和討論。 )B*t
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微型機器人技術(shù)研究是發(fā)展微創(chuàng)醫(yī)療、微操縱和微機電系統(tǒng)的重要技術(shù)手段之一，對促進(jìn)新時代生產(chǎn)、醫(yī)療和生化實驗技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。該領(lǐng)域內(nèi)，靈活性和精確性是微型機器人操控技術(shù)的兩大難點。難點一方面取決于控制系統(tǒng)的控制策略，另一方面取決于檢測系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。經(jīng)過國內(nèi)外科研人員多年努力，在微型機器人的姿態(tài)控制和軌跡跟隨上已有一批實驗可行的方法，但其控制策略缺乏靈活性，難以在實際中實現(xiàn)。 ,)io5nZF
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研究中，徐天添工作組從應(yīng)用的角度出發(fā)，結(jié)合例如眼部手術(shù)等實際需求，將基于圖像的位置伺服技術(shù)（Image-based visual servoing, IBVS）與“用戶自定義繪制”的交互式的路徑給定以及存儲方法相結(jié)合，達(dá)到“所見即所得”，在保證精度的前提下實現(xiàn)了具有應(yīng)用價值的人機協(xié)同控制系統(tǒng)。該方法肯定了人在操縱過程中的核心地位，并利用IBVS技術(shù)的穩(wěn)定性和精確性，取長補短，達(dá)到像素量綱上任意軌跡跟隨時最大誤差小于微型機器人體長的3%，RMS誤差小于5%。 R!1p^~/
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研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、深圳市科創(chuàng)委學(xué)科布局的資助。 p}P-6&k,U
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