磁性软微机器人设计用于细胞抓取和运输
Fanghao Wang1, Youchao Zhang1, Daoyuan Jin1
1College of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China.
Cyborg and bionic systems (Washington, D.C.)
|April 29, 2024
概括
这项研究引入了一种磁性微机器人,用于精确的细胞抓取和运输,使用电磁线圈. 先进的控制策略在细胞操纵中实现了高精度,显示了各种应用的巨大潜力.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 微型技术 微型技术
背景情况:
- 微观细胞操纵具有挑战性,需要精确的终端效应器来抓取和运输.
- 现有的微机器人控制方法往往缺乏必要的精度来处理微妙的细胞.
研究的目的:
- 开发和验证一个磁性微机器人的控制策略,能够精确地抓取和运输细胞.
- 为了证明微型抓手和先进的控制系统对准确的轨迹跟踪的有效性.
主要方法:
- 用了3对电磁线圈来控制微机器人.
- 开发了一种具有经过验证的曲变形模型的微抓器,用于细胞抓取.
- 实现了一个扩展的卡尔曼波器,结合模型预测控制来进行轨迹跟踪.
主要成果:
- 实现了平均绝对路径跟踪误差小于0.155毫米 (1.55%的微机器人大小).
- 成功证明了捕捉和运输斑马鱼胚胎细胞 (800微米直径).
结论:
- 建议的控制策略和微机器人设计对于细胞操纵是有效和准确的.
- 该系统显示出在体外和体内细胞操纵应用中的巨大潜力.
