基于视觉的自主磁力微型机器人推送微观物体与细胞
机器人学
2025-05-13 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
精确且自主的微观物体和生物细胞的运输可为广泛的研究学科带来重大进展。本文提出了一种新颖的、基于视觉的、无模型的微型机器人推送算法，用于自主操控微观物体和生物细胞。该算法调整旋转磁场的轴向，从而控制球形 Janus 滚动微型机器人的 heading 角和自转轴。我们引入了微型机器人引导走廊的概念，以约束物体并避免推送失败。随后我们表明，仅通过两个简单条件，微型机器人即可成功且自主地将微尺度物体沿预定义轨迹推送。我们通过测量不同驱动频率和引导走廊宽度下相对于理想路径的平均绝对误差和完成时间来评估算法的性能。最后，我们通过自主运输单个生物细胞展示了该方法在组织工程、药物递送和合成生物学等生物医学应用中的潜力。
引用
@article{arxiv.2505.06450,
title = {Autonomous Vision-Based Magnetic Microrobotic Pushing of Micro-Objects and Cells},
author = {Max Sokolich and Ceren Kirmizitas and Sambeeta Das and Ron Weiss},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.06450},
year = {2025}
}