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An overview of multiple DoF magnetic actuated micro-robots

机译：多个自由度磁控微型机器人概述

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摘要

This paper reviews the state of the art of untethered, wirelessly actuated and controlled micro-robots. Research for such tools is being increasingly pursued to provide solutions for medical, biological and industrial applications. Indeed, due to their small size they offer both high velocity, and accessibility to tiny and clustered environments. These systems could be used for in vitro tasks on lab-on-chips in order to push and/or sort biological cells, or for in vivo tasks like minimally invasive surgery and could also be used in the micro-assembly of micro-components. However, there are many constraints to actuating, manufacturing and controlling micro-robots, such as the impracticability of on-board sensors and actuators, common hysteresis phenomena and nonlinear behavior in the environment, and the high susceptibility to slight variations in the atmosphere like tiny dust or humidity. In this work, the major challenges that must be addressed are reviewed and some of the best performing multiple DoF micro-robots sized from tens to hundreds μm are presented. The different magnetic micro-robot platforms are presented and compared. The actuation method as well as the control strategies are analyzed. The reviewed magnetic micro-robots highlight the ability of wireless actuation and show that high velocities can be reached. However, major issues on actuation and control must be overcome in order to perform complex micro-manipulation tasks.
机译：本文回顾了不受束缚，无线驱动和控制的微型机器人的技术现状。为了提供用于医学，生物学和工业应用的解决方案，越来越多地研究这种工具。的确，由于它们的体积小，它们既提供了高速度，又可以访问微小的集群环境。这些系统可用于芯片实验室的体外任务，以推动和/或分选生物细胞，或用于体内任务，例如微创手术，也可用于微组件的微装配。然而，对微型机器人的驱动，制造和控制存在很多限制，例如车载传感器和致动器的不实用性，环境中常见的磁滞现象和非线性行为，以及对大气微小变化（如微小）的高度敏感性。灰尘或湿气。在这项工作中，回顾了必须解决的主要挑战，并提出了一些性能最佳的多DoF微型机器人，其大小从几十到数百微米不等。介绍并比较了不同的磁性微型机器人平台。分析了驱动方法和控制策略。经过审查的磁性微型机器人突出了无线致动的能力，并表明可以达到高速。然而，为了执行复杂的微操作任务，必须克服有关驱动和控制的主要问题。

著录项

  • 来源
    《Journal of Micro - Nano Mechatronics》 |2012年第4期|97-113|共17页
  • 作者

    Soukeyna Bouchebout; Aude Bolopion; Jean-Ochin Abrahamians; Stéphane Régnier;

  • 作者单位

    1.Institut des Système Intelligents et de Robotique (ISIR) Université Pierre et Marie Curie/CNRS UMR-7222 BC 173 4 Place Jussieu 75005 Paris France;

    2.FEMTO-ST Institute UFC ENSMM UTBM CNRS UMR-6174 24 rue Alain Savary 25000 Besançon France;

    1.Institut des Système Intelligents et de Robotique (ISIR) Université Pierre et Marie Curie/CNRS UMR-7222 BC 173 4 Place Jussieu 75005 Paris France;

    1.Institut des Système Intelligents et de Robotique (ISIR) Université Pierre et Marie Curie/CNRS UMR-7222 BC 173 4 Place Jussieu 75005 Paris France;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Micro-robot; Magnetic actuation; Control;

    机译：微型机器人;电磁驱动;控制;

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