“仪科知多少”第二十一期 | 王盼冰:微操毫厘间——微纳机器人的研究与应用

编辑:李嘉懿审核:李嘉懿更新时间:2022-05-20浏览次数:10

纳米机器人”是机器人工程学的一种新兴科技,它根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。纳米机器人的设想,是在纳米尺度上应用生物学原理,发现新现象,研制可编程的分子机器人。今天,让我们跟随王盼冰老师一起走进微纳机器人的世界吧!


01 人物介绍

王盼冰

副教授,硕士生导师,2019年毕业于香港城市大学生物医学工程系,并且获博士学位,2022年至今担任365beat副研究员。主要科研方向:微纳机器人、微型仿生机器人、医疗机器人、微观机器视觉。


02 采访内容

Q1 王老师您好,可以给我们简单科普一下微纳机器人的技术及应用前景吗?目前国内微纳机器人的研究进展如何?

王:微纳机器人是机器人技术在微纳尺度的延伸,是集合了机械学、物理学、化学、计算机科学、控制科学等多学科的交叉学科。微纳机器人主要分为两大类,一类是末端操作器的精度在微纳米尺度的机器人,一类是机器人的整体尺寸在微纳米级别的机器人。

微纳机器人由于其高精度和高灵活性,可以广泛应用于各种工业生产及医学应用当中。在工业生产中,微纳机器人可以用于精密器件如微型传感器、芯片的操作,装配及制造等。在生物医学领域,微纳机器人已经实现了高精度自动化的细胞注射,细胞姿态调整筛选,以及生物组织组装等。


Q2 老师,您认为在目前微纳机器人的研究中,面临的最主要的难题是什么?

王:尺度效应一直是微纳机器人领域的一大难题。与宏观操作物体不同,在微纳尺度下,由于尺度效应的影响,静电力表面张力粘滞力等会占主导作用。比如,用微纳机器人的末端执行器抓取一个金属小球移动到目标位置并进行释放,这个对于宏观机器人而言是非常容易的事情。但是在微纳尺度下,静电力会导致金属小球粘附在操作器末端,无法进行释放,对实现微纳尺度的操作是一大挑战。


Q3 那么在我们本科阶段,我们如果想在将来从事相关方面的研究,我们本科生需要培养什么素养,做出什么努力呢?

王:微纳机器人是多学科前沿技术的交融。微纳机器人的研究涵盖了多学科的知识,比如机器人的机械结构设计显微图像的处理算法控制对象的建模机器人的控制算法等多个方面。同学们可以先了解微纳机器人系统及主要组成部分,再从其中自己感兴趣的方面入手,实现机器人某一模块化的功能,进而深入开展微纳机器人的研究。


03 总结&预告

非常感谢王盼冰老师的回答。微型机器人技术有着极其美好的发展前景,在可以预见未来会对人们的生活带来极大的便利,但是其技术还有这很大的开拓空间,这更加激励同学们去努力学习知识,刻苦钻研,争取能够在这一领域贡献自己的一份力量。

今日精彩告一段落,下次访谈也是满满干货!让我们一同期待莫凌飞老师的访谈之“仪科知多少”第二十二期 | 联网便万家—射频识别与低功耗广域物联网的应用与发展吧!

来源|东大仪科公众号