基于超声相控阵系统与显微视觉的运动微颗粒自动非接触捕获
机器人学
2022-08-23 v1
摘要
非接触颗粒操控(NPM)技术显著拓展了人类对微纳尺度的分析能力，进而极大促进了材料科学与生命科学的发展。尽管利用电场、磁场和光场的NPM已取得巨大成功，但从机器人学视角看，由于早期准备阶段往往必须依赖专业人员辅助，其仍属于劳动密集型操控。因此，开发运动颗粒的自动非接触捕获颇具价值，尤其适用于颗粒样本稀缺、脆弱或对接触敏感的应用场景。借助最新的动态声场调制技术，特别是利用声学操控从微米尺度到亚厘米尺度的良好可扩展性，本文提出了一种基于超声相控阵系统与显微视觉的运动微颗粒自动非接触捕获方法。本工作的主要贡献在于，据我们所知，首次通过机器人学方法实现了声学NPM领域中运动微颗粒的全自动捕获。简言之，由双目显微视觉系统观测并预测颗粒运动状态，据此计算并生成声学捕获区以捕获并稳定夹持颗粒。非接触机器人末端执行器的手眼关系问题亦在本工作中得到解决。实验验证了本方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2208.10409,
title = {Automated Noncontact Trapping of Moving Micro-particle with Ultrasonic Phased Array System and Microscopic Vision},
author = {Mingyue Wang and Jiaqi Li and Yuyu Jia and Zhenhuan Sun and Yuhang Liu and Teng Li and Song Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.10409},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 12 figures, submitted to the 40th IEEE Conference on Robotics and Automation (ICRA 2023)