面向神经接口微纳电极阵列的纳尺度能场操作机器人关键技术研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:U1813211
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:296.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0309.机器人学与智能系统
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:杨湛; 申亚京; 王化平; 王蓬勃; 刘洋; 刘晓明; 陆豪健; 于志强; 杨媛媛;
- 关键词:
项目摘要
Aiming at solving the difficulty in the fabrication of vertical arrays of nanoelectrodes with large aspect ratios and small pitches such as those for neural interfaces, we propose energetic fields steered by nanorobotic manipulators based on quantum mechanics and quantum field theory. The mechanism of the formation and spatial distribution of the energetic fields including electromagnetic fields, electrostatic ones, and their coupling with mass flows will be investigated and modeled. Based on the analysis of the interaction between the fields and the flows of metallic ions and atoms in multiple dimensions, nanorobotic manipulators will be designed and actuated with the energetic fields as the end-effectors. The spatial position and mass will be sensed in the flows and fed back to a control system. Combined with the visual signals from an SEM/TEM (scanning/transmission electron microscope), a feedback system will be built to achieve the control of feed rate and current density, mass flow rate of the ions and atoms, and the spatial distributions of the energetic field. SEM/TEM-based manipulation systems will be built with a combination of a laser subsystem for the generation of surface plasmons for the investigation of the direct writing of 3D and 4D objects. Electrode arrays for neural interface will be fabricated for demonstrating the high efficiency of the proposed system and technology.
针对神经接口电极对大长径比、小间隔距离纳米阵列的迫切需求及加工难题,本项目基于量子力学及量子场论提出了纳尺度的场控机器人。探索纳尺度能场的创成及能量空间分布机理,通过建立纳尺度电磁场、静电场、物质流场的能量场物质场耦合模型,研究纳尺度能场与金属离子、多维度纳米材料的相互作用机理,研发并设计机器人本体及驱动方法;开发纳尺度能场的物质流的空间感知方法及技术,物质流的质量感知方法及技术,为纳观机器人反馈提供技术方案;结合SEM-TEM中纳米操作机器人实现纳尺度能场的反馈控制,研究纳尺度场的空间运动速度的控制方法,离子/原子迁移速度的控制方法及纳尺度场的三维空间分布的控制方法,实现纳观机器人的运动控制;搭建SEM-TEM联合纳米能场操作机器人系统,引入等离激元离子化平台,研究基于纳观机器人的3D及4D直写方法及技术,实施神经接口电极阵列的加工实验,为纳尺度机器人大规模高效加工技术奠定理论基础。
结项摘要
针对神经接口电极对大长径比、小间隔距离纳米阵列的迫切需求及加工难题,本项目基于量子力学及量子场论提出了纳尺度的场控机器人。探索纳尺度能场的创成及能量空间分布机理,通过建立纳尺度电磁场、静电场、物质流场的能量场物质场耦合模型,研究纳尺度能场与金属离子、多维度纳米材料的相互作用机理,研发并设计机器人本体及驱动方法;开发纳尺度能场的物质流的空间感知方法及技术,物质流的质量感知方法及技术,为纳观机器人反馈提供技术方案;结合SEM-TEM中纳米操作机器人实现纳尺度能场的反馈控制,研究纳尺度场的空间运动速度的控制方法,离子/原子迁移速度的控制方法及纳尺度场的三维空间分布的控制方法,实现纳观机器人的运动控制;搭建SEM-TEM联合纳米能场操作机器人系统,引入等离激元离子化平台,研究基于纳观机器人的3D及4D直写方法及技术,实施神经接口电极阵列的加工实验,为纳尺度机器人大规模高效加工技术奠定理论基础。
项目成果
期刊论文数量(35)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(13)
Automatic Microwaveguide Coupling Based on Hybrid Position and Light Intensity Feedback
基于混合位置和光强反馈的自动微波导耦合
- DOI:10.1109/tmech.2019.2908824
- 发表时间:2019-04
- 期刊:IEEE/ASME Transactions on Mechatronics
- 影响因子:--
- 作者:Panbing Wang;Dengfeng Li;Shihui Shen;Yajing Shen
- 通讯作者:Yajing Shen
Plasmonic‐Assisted Graphene Oxide Films with Enhanced Photothermal Actuation for Soft Robots
用于软机器人的具有增强光热驱动功能的等离子体辅助氧化石墨烯薄膜
- DOI:10.1002/adfm.201910172
- 发表时间:2020-04
- 期刊:Advanced Functional Materials
- 影响因子:19
- 作者:Yuanyuan Yang;Yanting Liu;Yajing Shen
- 通讯作者:Yajing Shen
Millimeter-Scale Soft Continuum Robots for Large-Angle and High-Precision Manipulation by Hybrid Actuation.
通过混合驱动实现大角度和高精度操纵的毫米级软连续体机器人。
- DOI:10.1002/aisy.202000189
- 发表时间:2021-03
- 期刊:Advanced intelligent systems (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
- 影响因子:--
- 作者:Zhang T;Yang L;Yang X;Tan R;Lu H;Shen Y
- 通讯作者:Shen Y
Transparent Magnetic Soft Millirobot Actuated by Micro-Node Array
由微节点阵列驱动的透明磁性软微型机器人
- DOI:10.1002/admt.202100131
- 发表时间:2021-06-10
- 期刊:ADVANCED MATERIALS TECHNOLOGIES
- 影响因子:6.8
- 作者:Li, Gen;Zhang, Tieshan;Shen, Yajing
- 通讯作者:Shen, Yajing
Plasmon-Enhanced Photovoltaic Characteristics of Black Phosphorus-MoS2 Heterojunction
黑磷-MoS2异质结的等离激元增强光伏特性
- DOI:10.1109/ojnano.2021.3062495
- 发表时间:2021-01-01
- 期刊:IEEE OPEN JOURNAL OF NANOTECHNOLOGY
- 影响因子:1.7
- 作者:Hou Chaojian;Bo, Li;Lixin, Dong
- 通讯作者:Lixin, Dong
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其他文献
机械力引发马来酸酐官能化HDPE/GF复合材料研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:西华大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:戴光泽;周贤丰;董立新;刘力菱
- 通讯作者:刘力菱
基于组网观测的那曲土壤湿度不同时间尺度的变化特征
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:气象学报
- 影响因子:--
- 作者:李博;张淼;唐世浩;董立新
- 通讯作者:董立新
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- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:重庆工学院学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:岑贞章;董立新;刘存平;刘力菱;戴光泽
- 通讯作者:戴光泽
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- 发表时间:--
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- 通讯作者:陈辉
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- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:材料热处理学报
- 影响因子:--
- 作者:胡琪;赵君文;董立新;郑学斌
- 通讯作者:郑学斌
其他文献
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