中科院首次實現4個磁性軟體微型機器人獨立位置控製
【環球網科技綜合報道】4月1日消息,記者從中科院官網了解到,近jin日ri,中zhong國guo科ke學xue院yuan深shen圳zhen先xian進jin技ji術shu研yan究jiu院yuan集ji成cheng所suo智zhi能neng仿fang生sheng中zhong心xin團tuan隊dui在zai微wei型xing機ji器qi人ren研yan究jiu中zhong取qu得de進jin展zhan,針zhen對dui相xiang同tong磁ci場chang下xia多duo個ge磁ci驅qu動dong軟ruan體ti微wei型xing機ji器qi人ren接jie收shou相xiang同tong磁ci場chang而er難nan以yi獨du立li控kong製zhi的de問wen題ti,團tuan隊dui提ti出chu一yi種zhong完wan全quan解jie耦ou的de多duo磁ci驅qu動dong軟ruan體ti微wei型xing機ji器qi人ren獨du立li控kong製zhi策ce略lve,首shou次ci實shi現xian4個磁性軟體微型機器人的獨立位置控製和3個磁性軟體微型機器人的獨立路徑跟隨控製。

據悉,相關成果發表在機器人領域期刊IEEE Transactions onRobotics上。
據ju介jie紹shao,多duo個ge微wei型xing機ji器qi人ren可ke協xie同tong執zhi行xing複fu雜za的de任ren務wu,從cong而er增zeng加jia係xi統tong冗rong餘yu度du和he擴kuo展zhan性xing,提ti高gao任ren務wu執zhi行xing效xiao率lv。然ran而er獨du立li控kong製zhi多duo個ge由you外wai界jie磁ci場chang驅qu動dong的de微wei型xing機ji器qi人ren具ju有you挑tiao戰zhan,因yin為wei全quan局ju磁ci場chang中zhong的de多duo個ge微wei型xing機ji器qi人ren受shou到dao的de磁ci場chang信xin號hao是shi相xiang同tong的de,難nan以yi實shi現xian選xuan擇ze性xing地di獨du立li驅qu動dong多duo個ge微wei型xing機ji器qi人ren中zhong的de某mou一yi個ge。
該研究提出一種新穎的多個磁驅動微型機器人完全解耦的獨立控製策略,可實現獨立控製4個微型機器人分別去往不同目標位置,以及控製3個微型機器人分別跟蹤不同的參考路徑。

首(shou)先(xian),設(she)計(ji)了(le)一(yi)種(zhong)毫(hao)米(mi)級(ji)軟(ruan)體(ti)微(wei)機(ji)器(qi)人(ren),可(ke)被(bei)外(wai)界(jie)振(zhen)蕩(dang)磁(ci)場(chang)驅(qu)動(dong),並(bing)在(zai)平(ping)麵(mian)上(shang)進(jin)行(xing)爬(pa)行(xing)運(yun)動(dong)。其(qi)次(ci),設(she)計(ji)並(bing)製(zhi)作(zuo)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)幾(ji)何(he)形(xing)狀(zhuang)但(dan)磁(ci)化(hua)方(fang)向(xiang)不(bu)同(tong)的(de)異(yi)構(gou)軟(ruan)體(ti)微(wei)型(xing)機(ji)器(qi)人(ren),這(zhe)些(xie)不(bu)同(tong)磁(ci)化(hua)方(fang)向(xiang)的(de)軟(ruan)體(ti)微(wei)型(xing)機(ji)器(qi)人(ren)對(dui)振(zhen)蕩(dang)磁(ci)場(chang)的(de)速(su)度(du)響(xiang)應(ying)曲(qu)線(xian)相(xiang)同(tong),但(dan)相(xiang)位(wei)不(bu)同(tong)。然(ran)後(hou),基(ji)於(yu)異(yi)構(gou)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)速(su)度(du)響(xiang)應(ying)模(mo)型(xing),設(she)計(ji)了(le)最(zui)優(you)獨(du)立(li)驅(qu)動(dong)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa),可(ke)針(zhen)對(dui)微(wei)機(ji)器(qi)人(ren)群(qun)期(qi)望(wang)的(de)速(su)度(du)矩(ju)陣(zhen)計(ji)算(suan)出(chu)相(xiang)應(ying)的(de)最(zui)優(you)驅(qu)動(dong)磁(ci)場(chang)策(ce)略(lve),實(shi)現(xian)被(bei)選(xuan)擇(ze)的(de)一(yi)個(ge)機(ji)器(qi)人(ren)速(su)度(du)非(fei)零(ling),其(qi)他(ta)的(de)近(jin)似(si)為(wei)零(ling)。
仿真及實驗驗證了多個磁驅動微型機器人完全解耦的獨立控製策略。實驗結果表明,2至4個異構軟體微型機器人的完全解耦獨立控製是可行的,且當機器人數量不斷增加時,可能存在步態不穩定、速度耦合的情況,但通過反饋控製得到優化。實驗中采用了基於視覺的伺服控製方法,實現了最多4個微型機器人的位置控製和3個毫微米機器人的路徑跟蹤控製,控製誤差小於身體長度的三分之一。
此外,研究還討論了最多可被獨立控製的微型機器人數量,探討了增加最大數量可能的方法。
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