Interactive OT Gym：一个基于强化学习的交互式光镊驱动微机器人仿真平台
机器人学
2025-06-02 v2 人工智能
摘要
光镊（OT）在生物医学应用中提供了亚微米精度的无与伦比的微操作能力。然而，控制传统的多陷阱光镊以在动态环境中实现多个复杂形状微机器人的协同操作，构成了一个重大挑战。为解决此问题，我们引入了 Interactive OT Gym，一个专为光镊驱动微机器人设计的、基于强化学习（RL）的仿真平台。我们的平台支持复杂的物理场仿真，并集成了触觉反馈接口、RL 模块以及为光镊驱动微机器人在协同生物对象操作任务中量身定制的上下文感知共享控制策略。这种集成允许手动和自主控制的自适应混合，实现了人类输入与自主操作之间的无缝过渡。我们使用细胞操作任务评估了平台的有效性。实验结果表明，与单纯使用人类或 RL 控制相比，我们的共享控制系统显著提高了微操作性能，将任务完成时间减少了约 67%，并实现了 100% 的成功率。凭借其高保真度、交互性、低成本和高速仿真能力，Interactive OT Gym 为开发先进的交互式光镊驱动微操作系统和控制算法提供了一个用户友好的训练和测试环境。有关该项目的更多详细信息，请访问我们的网站 https://sites.google.com/view/otgym。
引用
@article{arxiv.2505.20751,
title = {Interactive OT Gym: A Reinforcement Learning-Based Interactive Optical tweezer (OT)-Driven Microrobotics Simulation Platform},
author = {Zongcai Tan and Dandan Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.20751},
year = {2025}
}
备注
ICRA 2025