【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】具有自主運(yùn)動(dòng)能力的微納米機(jī)器人在靶向遞藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，吸引了研究人員對(duì)其運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行研究。然而，如何實(shí)現(xiàn)微納米機(jī)器人的自主避障及精準(zhǔn)遞藥是面臨的挑戰(zhàn)。研究微納米機(jī)器人對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)檢測(cè)及路徑規(guī)劃，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制具有重要意義。
 

　　近日，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所科研團(tuán)隊(duì)研制了生物混合硅藻微納米機(jī)器人，采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)硅藻微納米機(jī)器人、障礙物和目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃、磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)、路徑跟蹤及靶向遞送。
 

硅藻微米機(jī)器人的制備
 

　　所提出的自動(dòng)控制方法中，通過(guò)深度學(xué)習(xí)來(lái)檢測(cè)微米機(jī)器人、障礙物和目標(biāo)，通過(guò)磁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)微納米機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，采用自適應(yīng)模糊PID方法來(lái)跟蹤機(jī)器人的軌跡，并規(guī)劃出距離短且平滑的運(yùn)動(dòng)路徑。通過(guò)實(shí)時(shí)環(huán)境檢測(cè)及路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)硅藻微納米機(jī)器人的自動(dòng)避障及運(yùn)動(dòng)控制。
 

　　在細(xì)胞場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)中，科研人員選擇了小鼠膠質(zhì)瘤細(xì)胞作為目標(biāo)細(xì)胞，小鼠單核巨噬細(xì)胞作為障礙物細(xì)胞開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明硅藻機(jī)器人能有效避開(kāi)障礙物細(xì)胞并被遞送至目標(biāo)細(xì)胞。所提出的方法具有一定通用性，在靶向遞送中具有廣闊應(yīng)用前景。
 

硅藻機(jī)器人在不同場(chǎng)景中自主避障，靶向運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置
 

　　該研究以Deep learning-based automatic control of magnetic diatom biohybrid microrobots for targeted delivery為題發(fā)表于國(guó)際機(jī)器人領(lǐng)域期刊IEEE Transactions on Robotics。沈陽(yáng)自動(dòng)化所博士生李夢(mèng)月為第一作者，焦念東研究員、劉連慶研究員為通訊作者。
 

　　科研團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期聚焦于微納米機(jī)器人及其在生物醫(yī)療領(lǐng)域的相關(guān)研究，積極推動(dòng)微納米機(jī)器人和生物醫(yī)療技術(shù)的融合。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院穩(wěn)定支持青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。(機(jī)器人學(xué)研究室)