藻類細胞微型機器人實現(xiàn)團隊合作

微藻

微納機器人是機器人領域的前沿方向,在無創(chuàng)手術、藥物輸運、微納制造等方面具有廣泛的應用前景,吸引了全球眾多科學家的研究興趣。盡管經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,微納機器人已經(jīng)取得了很大的進步,但是受機器人本體尺寸、材料性能等因素的影響,微納機器人的能源供給、驅動控制、作業(yè)靈活性等問題依然是當前面臨的關鍵挑戰(zhàn)。針對上述問題,中國科學院沈陽自動化研究所微納米課題組提出了一種利用生物細菌藻類作為機器人本體,通過群體控制完成微納作業(yè)任務的新技術。

藻類細胞微型機器人
藻類細胞微型機器人

 

國際學術雜志Soft Matter 封面刊載了該研究的示意圖:利用具有趨光性的可游動藻類細胞作為運動可控的單體微型機器人,基于布朗運動理論對群體機器人運動產(chǎn)生的集群效應作用力進行理論分析和建模,通過光路的設計和光斑誘導,實現(xiàn)群體機器人的控制,進而完成對微小物體的準確抓取、定向移動和定點釋放。由于生物細菌具備從溶液中直接高效率將化學能轉換為機械能的特點,因此一定程度上解決了微小機器人的能源供給問題。同時,由于操控是依靠微型機器人群體產(chǎn)生的類布朗運動實現(xiàn),因此該操控方法降低了對被操作物體材料和形狀的要求,提升了操作的適用性、靈活性和效率。

 

此次Soft Matter以封面論文的形式發(fā)表沈陽自動化所微納米課題組在微納機器人領域取得的最新成果(Bio-syncretic tweezers actuated by microorganisms: modeling and analysis, 2016, 12(36): 7485-7494)。

 

(來源自科技世界網(wǎng))

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