کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
11027871 1666148 2018 14 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Cooperative and mobile manipulation of multiple microscopic objects based on micro-hands and laser-stage control
ترجمه فارسی عنوان
دستکاری تعاونی و موبایل چندین اشیاء میکروسکوپی مبتنی بر میکرو دست و کنترل لیزر مرحله
کلمات کلیدی
دستکاری میکرو، دستگیره های تعاونی، کنترل انعطاف پذیر، میکروسیستم، نانو و میکرو فناوری، کنترل حرکت،
ترجمه چکیده
در حالیکه تکنیک های مختلف برای دستکاری سلول های بیولوژیکی یا میکرو اشیا با استفاده از میکروسکوپ های اپتیکی طراحی شده اند، عملکرد و امکان استفاده از این تکنیک ها بیشتر به خواص فیزیکی اشیاء مورد نظر دست می یابند. در این تکنیک های موجود، تله مستقیم و دستکاری اشیاء دستکاری شده با استفاده از تله های لیزری انجام می شود و بنابراین تکنیک های موجود برای دستکاری اپتیکی قادر به هماهنگی و دستکاری انواع مختلف اشیاء در دنیای میکرو، از جمله اشیاء کوچک غیر قابل کشف، نسبتا بزرگ میکرو اشیاء و سلول های بیولوژیکی حساس به لیزر. در این مقاله، یک روش کنترل همکاری برای دستکاری مختلط و متحرک از اشیاء میکروسکوپی چندگانه با استفاده از میکرو دست با چندین انگشت لزج و کنترل مرحله با کمک ربات پیشنهاد شده است. چندین میکروسکوپ مجازی با هماهنگی چندین ذرات کوچک اپتیکی گیرنده که به عنوان انگشتان دست راست لیزری عمل می کنند، تشکیل می شوند و سپس برای دستکاری فرد و هماهنگ با میکرو اشیاء هدف مورد استفاده قرار می گیرند. همزمان، حمل و نقل جهانی تمام اشیاء هدف درک شده توسط کنترل مرحله ربات پشتیبانی می شود. در حالی که دستیابی به چند انگشت دست در مقیاس کوچک به علت اثر پوسته پوسته شدن دشوار است، این مقاله اولین نتیجه را در دستکاری تعاونی و موبایل چندین میکرو اشیاء با استفاده از چند میکرو دست با نوک انگشتان دست راست لیزری و مرحله ربات پشتیبانی می کند. کنترل. در این مقاله، یک مطالعه اولیه در مورد تغییر استراتژی نوک انگشتان دست به دست لیزر نیز ارائه شده است، به طوری که نوک انگشتان در شکل گیری چسبندگی قرار می گیرند. برای رسیدن به هدف کنترل، فرمولاسیون های دقیق ریاضی و راه حل ها به دست می آید و نتایج تجربی برای نشان دادن اثربخشی روش کنترل پیشنهادی ارائه شده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی کنترل و سیستم های مهندسی
پیش نمایش مقاله
دستکاری تعاونی و موبایل چندین اشیاء میکروسکوپی مبتنی بر میکرو دست و کنترل لیزر مرحله
چکیده انگلیسی
While various techniques have been developed for manipulation of biological cells or micro-objects using optical tweezers, the performance and feasibility of these techniques are mostly dependent on the physical properties of the target objects to be manipulated. In these existing techniques, direct trapping and manipulation of the manipulated objects using laser traps are performed, and therefore, existing techniques for optical manipulation are not capable of coordinating and manipulating various types of objects in the micro-world, including untrappable micro-objects, relatively large micro-objects, and laser sensitive biological cells. In this paper, a cooperative control technique is proposed for coordinative and mobile manipulation of multiple microscopic objects using micro-hands with multiple laser-driven fingertips and robot-assisted stage control. Several virtual micro-hands are formed by coordinating multiple optically trapped micro-particles that serve as the laser-driven fingertips, and then utilized for individual and coordinative manipulation of the target micro-objects. Simultaneously, global transportation of all the grasped target objects is performed by controlling the robot-assisted stage. While it is difficult to design multi-fingered hands in micro-scale due to scaling effect, this paper presents the first result on cooperative and mobile manipulation of multiple micro-objects using multiple micro-hands with laser-driven fingertips and robot-assisted stage control. In this paper, a primary study on repositioning strategy of the laser-driven fingertips is also introduced to allow the fingertips in a grasping formation to be repositioned. Rigorous mathematical formulations and solutions are derived to achieve the control objective, and experimental results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed control technique.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Automatica - Volume 98, December 2018, Pages 201-214
نویسندگان
, ,