微型机器人

 1.磁控微型特种机器人

       不受束缚的小尺度（微米到毫米）、能够独立运动的微型机器人作为机器人领域的重要分支，由于它们的微尺寸和对微小聚集环境的可达性在各种工业和生物医学等领域具有潜在的应用价值。磁控微型特种机器人理论和关键技术展开研究，着重解决微型机器人的设计、驱动及控制等重要挑战性问题。

       课题组设计了多款软体薄膜微型机器人。设计出一种新颖软体薄膜微型机器人，可通过调节外界旋转磁场旋转频率来控制机器人的形状和运动状态，十字薄膜软体双模态机器人在流体环境中，微操作或者靶向给药时，软接触可以准确操作推进剂而不造成伤害，相关成果已经发表在机器人领域国际顶级会议ICRA和期刊RA-L。受自然界中智能生物启发，设计了一种毫米级磁驱动软体微型机器人，通过可编程外界磁场可实现多模态运动和环境自适应功能。针对一款新型磁性软体微型机器人设计一种基于视觉伺服的3D任意路径跟随算法，机器人可以精准跟随用户任意绘制的3D路径，发表IROS和RA-L，并获评机器人领域顶级会议IROS 2019最佳应用论文奖（1/2494）。开发一种磁驱动螺旋微型机器人在空间中运动控制系统，机器人可以跟随空间中的平滑和非平滑路径，通过闭环控制实现精准跟随。针对磁驱动螺旋微型机器人模型参数的不确定性，设计一种基于误差反向传播优化RBF神经网络的补偿方案，结合滑模变结构控制方法实现了亚毫米精度的路径跟随，已发表期刊IEEE Transactions on Automation Science and Engineering。针对非完整约束的运动系统开发了二维平面空间中的路径跟随算法，实现了基于图像的螺旋形微型机器人平面视觉反馈控制，已发表期刊IEEE Transactions on Industrial Informatics。

 项目来源：国家自然科学基金、深圳基础研究学科布局、深圳基础研究自由探索

    

 

2.微纳机器人操作与测量系统

       微纳机器人技术是机器人与微纳米技术融合的产物，其充分发挥了机器人的在操作性、可控性、柔性、自动化等方面的优势，使得在微纳米尺度的精确操作与分析成为可能。针对癌细胞定量分析及筛选困难问题，本项目旨在应用微纳机器人技术和微纳传感技术，通过搭建多自由度的双机器人协作操作与微纳检测机器人平台，从多维度精确、定量的表征癌细胞的生物物理特征；以试验的方式对癌细胞从力、电、热三个物理维度进行定量刺激与检测，明确癌细胞在物理刺激下的应激响应机制；结合细胞力学、电学、热力学模型，建立癌细胞的定量检测与诊断模型，实现癌细胞的物理信息进行定量的检测；并以Hela癌细胞为例，研究其生化特征与生物物理特征之间的联系，探索癌细胞的发生与发展机制，对诊断模型有效性进行验证与优化；为癌症的快速筛选和精准、个性化治疗提供理论和实验依据。

 项目来源：广东省自然科学基金