作者:彭科峰 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/9/20 15:45:29
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科学家利用生物细菌为本体研发新型微纳机器人

 

微纳机器人是机器人领域的前沿方向,在无创手术、药物输运、微纳制造等方面具有广泛的应用前景,吸引了全球众多科学家的研究兴趣。尽管经过数十年的发展,微纳机器人已经取得了很大的进步,但是受机器人本体尺寸、材料性能等因素的影响,微纳机器人的能源供给、驱动控制、作业灵活性等问题依然是当前面临的关键挑战。针对上述问题,中国科学院沈阳自动化研究所微纳米课题组日前提出了一种利用生物细菌作为机器人本体,通过群体控制完成微纳作业任务的新技术。相关成果以封面论文的形式发布于《软物质》。

这项研究中,科研人员利用具有趋光性的可游动藻类细胞作为运动可控的单体微型机器人,基于布朗运动理论对群体机器人运动产生的集群效应作用力进行理论分析和建模,通过光路的设计和光斑诱导,实现群体机器人的控制,进而完成对微小物体的准确抓取、定向移动和定点释放。由于生物细菌具备从溶液中直接高效率将化学能转换为机械能的特点,因此一定程度上解决了微小机器人的能源供给问题。同时,由于操控是依靠微型机器人群体产生的类布朗运动实现,因此该操控方法降低了对被操作物体材料和形状的要求,提升了操作的适用性、灵活性和效率。

 
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