铁磁流体操纵器：气-铁磁流体界面上非磁性微粒的自动操控
机器人学
2021-09-08 v2 软凝聚态物质
摘要
小尺度物质的操控是微纳机器人中的基础课题。众多磁驱动机器人系统已被开发用于环境、液体以及气液界面上微粒的操控。这些系统通过施加磁力矩或磁力来移动本征磁性或经磁性标记的物件。然而，自然界中大多数材料是非磁性的。在此，我们报道一种铁磁流体操纵器，用于在铁磁流体上方漂浮的非磁性物体的二维自动操控。该操控系统采用八个厘米级螺线管，通过变形气-铁磁流体界面来移动非磁性颗粒。利用线性规划，我们能以预定直线、正方形和圆形轨迹控制非磁性颗粒的运动，精度分别为 25.1+/-19.5 um、34.4+/-28.4 um 和 33.4+/-26.6 um。该铁磁流体操纵器对所操控材料的形状和物体具有通用性。我们已成功操控由聚乙烯、聚苯乙烯、硅芯片以及罂粟和芝麻种子制成的颗粒。本工作展示了在气液界面上操控生命与非生命物质的有前景途径。
引用
@article{arxiv.2101.02782,
title = {Ferrofluidic Manipulator: Automatic Manipulation of Non-magnetic Microparticles at Air-Ferrofluid Interface},
author = {Zoran Cenev and P. A. Diluka Harischandra and Seppo Nurmi and Mika Latikka and Ville Hynninen and Robin H. A. Ras and Jaakko V. I. Timonen and Quan Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.02782},
year = {2021}
}
备注
9 pages, 8 figures