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    哈工大磁控微纳机器人研究取得重要进展
    哈尔滨新闻网-新晚报2018-10-15 06:26

      日前,哈工大机电学院两位教授和加州大学圣地亚哥分校合作的磁控微纳机器人取得重要进展,相关研究成果“磁场驱动自由泳式纳米马达”和“自主导航微纳机器人”分别发表在国际著名学术期刊《纳米快报》和《美国化学学会纳米》。

      微纳机器人是在微纳尺度上能够将不同形式的能量转化为机械运动的纳米机器人。由于尺寸小、装载能力强,微纳机器人有望横穿生物组织,运输靶向药物,实现肿瘤的精准治疗。然而,如何让机器人克服粘滞力,实现高效输送,并在人体复杂环境中实现精准操控,是面临的两大挑战。

      研究团队通过采用仿生原理,发明了一种由振荡磁场驱动的镍-银-金-银-镍多金属复合结构纳米机器人。该机器人直径约为400nm,由多节柔性铰链组成,可模拟游泳运动员“自由泳”双臂交替运动形式在低雷诺数流体中快速移动,极大提高了磁驱纳米机器人的运动效率。

      实验测试发现,该新型双臂型纳米机器人的运动速度可达到每秒60个身长,约为其他同类柔性纳米机器人的10倍。该纳米机器人不仅可以在水溶液中运动,还可以在血清等生物环境中进行快速运动,通过改变外源磁场的方向可以对机器人的运动方向进行精确控制。该研究成果为提升微纳机器人的驱动效率和运载能力提供了新的研究思路。

      为提升微纳机器人在复杂人体环境中避障、导航与精准识别等能力,研究团队将人工智能技术引入到微纳机器人运动控制中,发明了一种能够在复杂环境中可实现精准导航的智能微纳机器人。

      传统微纳机器人控制方法主要通过手动或半自动方式进行调控,只能在二维或者三维空间内沿着预定的路径朝特定的目标点运动,存在控制精度低、响应速度慢和智能化程度低等缺点。而新型智能微纳机器人则可在错综繁杂的环境中自主规划路径、导航和躲避固定、移动障碍物,还能对目标对象及时识别,如可识别癌细胞和正常红细胞等。

      两项研究成果得到国家自然科学基金、机器人技术与系统国家重点实验室基金等项目资助。

    哈工大研发的双臂型纳米机器人双臂磁纳米管示意图。

      链接

      双臂纳米机器人长啥样?

      直径约400nm,由多节柔性铰链组成,可模拟游泳运动员“自由泳”双臂交替运动形式在流体中快速移动。

     

    稿源: 哈尔滨新闻网-新晚报)
    作者: 朱虹 )
    编辑: 冯春磊
     
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