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資訊頻道具有自主運動能力的微納米機器人在靶向遞藥領域具有廣闊的應用前景，吸引了研究人員對其運動特性進行研究。然而，如何實現(xiàn)微納米機器人的自主避障及精準遞藥是面臨的挑戰(zhàn)。研究微納米機器人對環(huán)境的實時檢測及路徑規(guī)劃，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制具有重要意義。
近日，中國科學院沈陽自動化研究所科研團隊研制了生物混合硅藻微納米機器人，采用深度學習技術對硅藻微納米機器人、障礙物和目標進行檢測，實現(xiàn)了實時路徑規(guī)劃、磁場驅動、路徑跟蹤及靶向遞送。
所提出的自動控制方法中，通過深度學習來檢測微米機器人、障礙物和目標，通過磁驅動系統(tǒng)驅動微納米機器人運動，采用自適應模糊PID方法來跟蹤機器人的軌跡，并規(guī)劃出距離短且平滑的運動路徑。通過實時環(huán)境檢測及路徑規(guī)劃，實現(xiàn)硅藻微納米機器人的自動避障及運動控制。
在細胞場景實驗中，科研人員選擇了小鼠膠質瘤細胞作為目標細胞，小鼠單核巨噬細胞作為障礙物細胞開展了實驗。實驗結果表明硅藻機器人能有效避開障礙物細胞并被遞送至目標細胞。所提出的方法具有一定通用性，在靶向遞送中具有廣闊應用前景。
該研究以Deep learning-based automatic control of magnetic diatom biohybrid microrobots for targeted delivery為題發(fā)表于國際機器人領域期刊IEEE Transactions on Robotics。沈陽自動化所博士生李夢月為第一作者，焦念東研究員、劉連慶研究員為通訊作者。
科研團隊長期聚焦于微納米機器人及其在生物醫(yī)療領域的相關研究，積極推動微納米機器人和生物醫(yī)療技術的融合。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、中國科學院穩(wěn)定支持青年團隊計劃等項目的資助。（機器人學研究室）
DOI：10.1109/TRO.2025.3562452
論文地址：https://ieeexplore.ieee.org/document/10969611
來源：中國科學院自動化研究所
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號