利用表面运动实现粘性流体中微型机器人的移动
机器人学
2014-07-23 v2 生物物理
摘要
如果微型机器人能够到达精确位置，它们就能执行具有高空间精度的任务，例如在单个细胞尺度上作用于生物组织。本文评估了微米级机器人在体内移动的可行性。两种颇具吸引力的方法仅依赖于表面运动：稳态切向运动和小振幅振荡。这些方法与基于鞭毛或纤毛的常见微生物推进方式形成对比，后者若由刚性材料制成的机器人使用，更有可能损伤附近细胞。生物组织中机器人潜在可用的功率支持其在生物组织常见的粘度范围内，以每秒 1 到数百微米的速度移动。我们讨论了推进方法、速度、功率、剪切力和机器人形状之间的设计权衡，并将这些选择与机器人任务需求联系起来。本研究表明，实现此类移动需要在制造能力和材料特性方面较当前技术取得实质性改进。
引用
@article{arxiv.1311.0801,
title = {Using Surface-Motions for Locomotion of Microscopic Robots in Viscous Fluids},
author = {Tad Hogg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.0801},
year = {2014}
}
备注
14 figures and two Quicktime animations of the locomotion methods described in the paper, each showing one period of the motion over a time of 0.5 milliseconds; version 2 has minor clarifications and corrected typos