在人工力场引导下利用光镊进行微球的触觉操纵
光学
2007-07-24 v1 仪器与探测器
摘要
利用光镊和触觉设备，操纵直径范围为 3 至 4 um（悬浮在流体溶液中）的微球，通过化学键合组装这些微球以形成耦合光学微谐振器图案。为此，使用由触觉设备控制的 XYZ 压电扫描仪，将被激光束捕获的生物素涂层微球逐个引导并化学附着到固定的链霉亲和素涂层微球（即锚定球）上。场景中的所有微球位置均通过 CCD 相机检测，并利用势场方法为每个被操纵的微球生成无碰撞路径。由于流体粘度和人工势场作用于被操纵粒子的力经过缩放后，通过触觉设备显示给用户，以便在引导过程中提供更好的指导和控制。此外，还实施了虚拟夹具，以确保在结合阶段达到所需的接近角度和强度。我们在虚拟和真实环境中对 8 名人类受试者进行的实验研究表明，触觉反馈通过减少任务完成时间、引导过程中的意外碰撞次数以及结合过程中的位置误差，显著提高了用户性能。据我们所知，这是首次将触觉设备与光镊（OT）耦合，以在涉及微球引导和组装以构建耦合微谐振器的光学操纵任务中指导用户。
引用
@article{arxiv.0707.3325,
title = {Haptic Manipulation of Microspheres Using Optical Tweezers Under the Guidance of Artificial Force Fields},
author = {Ibrahim Bukusoglu and Cagatay Basdogan and Alper Kiraz and Adnan Kurt},
journal= {arXiv preprint arXiv:0707.3325},
year = {2007}
}
备注
to appear in Presence: Teleoperators and Virtual Environments, MIT Press