在“人工智能”、“5G”、“自動駕駛”這些充滿科技感的詞匯不斷出現(xiàn)的21世紀,人類的好幫手——機器人也迎來了發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的黃金時期,作為機器人的分支之一——微納機器人同樣在以后的人類生活中扮演著重要的角色。在19世紀60年代微機械的概念出現(xiàn)后,微納機器人不斷發(fā)展,理論概念不斷被完善和提出,各種制備工藝百花齊放,驅(qū)動方式也多種多樣。而且眾多微納機器人在生物醫(yī)療、科研實驗、環(huán)境檢測等方面為人們提供了新的解決方案。微納機器人由多個系統(tǒng)組成,首先微納機器人在微納尺度下進行圖像信息的獲取和成像依賴于視覺系統(tǒng),然后微納機器人完成各種抓取釋放轉(zhuǎn)移等功能時都需要依賴于執(zhí)行器,作為微納機器人必不可少的兩個模塊——視覺模塊和執(zhí)行器模塊,在機器人實際應用中有著重要的現(xiàn)實意義。本論文主要聚焦于這兩個模塊,接下來就對兩方面的工作內(nèi)容進行介紹:（1）在自然界中,多數(shù)節(jié)肢動物都擁有一種名為復眼的視覺器官,復眼結(jié)構(gòu)具備獨特的光學特性:小體積、大視場、大景深、對運動物體靈敏度高等。正因為它具有這些特性,人造的仿生復眼結(jié)構(gòu)在微納機器人的視覺成像方面有著重要的應用前景。飛秒激光直寫（FsLDW）技術(shù)因其在三維制備,可程序化... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

光鑷捕獲微納膠體粒子原理示意圖

第一章緒論5無熱效應的特點。如圖1.3是常見的加工系統(tǒng)，包括光源(激光光源主要采用鈦：藍寶石激光器，利用摻鈦藍寶石作為增益介質(zhì)，波長一般在800nm，脈沖寬度為100fs左右，重復頻率為82MHz，脈沖能量在0.1至1000nJ范圍內(nèi)。),光路，三維位移平臺，電腦控制端和顯示器。圖1.3飛秒激光雙光子聚合加工系統(tǒng)雙光子聚合反應得益于飛秒激光的超越光學衍射極限的性能，對聚合物的材料要求較低，可聚合的單體如：聚乙二醇二丙烯酸酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯；生物材料如：蛋白質(zhì)；熱敏材料如：N-異丙基丙烯酰胺等等。而由于材料多樣性，由發(fā)雙光子聚合制備的微納器件也有更為廣泛的應用，例如生物兼容性較好的材料可用于制備微納器件人實現(xiàn)藥物運輸，細胞培養(yǎng)，柔性材料的響應特性可用于制備微納執(zhí)行器，由于飛秒激光的高分辨率，也可以制備多種材料的柔性微納光學器件[18]等等。如圖1.4所示，Sun等人利用光聚合反應制備里世界上第一個微米牛(10μm)，栩栩如生的立體感十足的微結(jié)構(gòu)展示出飛秒激光超強的真三維加工能力[19]。

第一章緒論6圖1.4飛秒激光雙光子聚合反應制造的‘微米�！�1.2微納機器人21世紀即將步入人工智能的時代，無論是5G提供的硬件條件，還是云計算，云服務等概念的實例化日趨完善，這都為人類下一次具有劃時代意義的工業(yè)革命奠定了技術(shù)的基矗而正是有了人工智能的發(fā)展和幾乎零延遲的5G通訊網(wǎng)絡，機器人這個很早就出現(xiàn)并且不斷被發(fā)展的概念有了一個質(zhì)的飛躍�，F(xiàn)在機器人已經(jīng)開始在社會上扮演著重要的角色，無論是工業(yè)運輸，消防救援，家庭服務等等領域，我們都能看到他們的身影。我們把視角從宏觀轉(zhuǎn)向在高倍顯微鏡下的微納領域，早已存在的雖然人們?nèi)庋鄄豢梢姷奈⒓{機器人也同樣在各個領域做著卓越的貢獻。而正是由于其在無創(chuàng)外科手術(shù)，藥物輸送，細胞(微粒)操縱，生物傳感和環(huán)境修復等各個領域完成著不可思議的工作，所以微納機器人的發(fā)展和研究從未停下腳步，業(yè)已成為人類未來的重要助力之一[20-21]。1.2.1微納機器人的發(fā)展機器人可以簡單的理解為替代人類完成一些重復性和較困難的工作，所以機器人的原型均是對人類或者其他生物行為的模仿。同樣，微納機器人也是對宏觀生物的結(jié)構(gòu)或行為進行模仿，然后縮小到微納尺度，從而產(chǎn)生了具有相同形態(tài)或類似功能的微納機器人。例如，自然界中的昆蟲、水下的魚類、肉眼看不見的細菌等都是微納機器

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Fabrication of Microlens Array and Its Application:A Review[J]. Wei Yuan,Li-Hua Li,Wing-Bun Lee,Chang-Yuen Chan.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(01)



本文編號：3231148