基于SEM的纳米器件制造中多机器人操作机理与自主协调控制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61433010
  • 项目类别：
    重点项目
  • 资助金额：
    340.0万
  • 负责人：
    孙立宁
  • 依托单位：
    苏州大学
  • 学科分类：
    F0306.自动化检测技术与装置
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Nanomanipulation is the key technique in nano manufacture. Stability, reliability and automatic nanomanipulation is an important method to high efficiency and production. This project will study the autonomous multi-robot cooperative control to nanostructures inside SEM environment, research on interaction between nanostructures and generate a nanoscale multi-material adhesion model. Multi-scale resolution motion mechanism will be analyzed. Four nanorobotic manipulator autonomous cooperative control through real-time micro-vision based on SEM will be realized, and providing new principles and new methods for the manufacture of three-dimensional nano-devices.
纳米操作是纳米器件制造中的关键技术，纳米操作过程的稳定性、可靠性和自动化是提高效率、批量生产的重要手段。本项目将研究纳米制造中多机器人操作与自主协同控制，以SEM环境下的纳米结构为研究对象，研究纳观环境下纳结构交互作用机理，建立纳米尺度对象间粘着模型；分析宏微跨尺度亚纳米精度运动机理，通过基于SEM实时显微视觉的四纳米机器手协同控制，实现多机器人自主纳米操作，为纳米器件的三维制造提供新原理和新方法。

结项摘要

纳米操作是纳米器件制造中的关键技术，纳米操作过程的稳定性、可靠性和自动化是提高效率、批量生产的重要手段。本项目将研究纳米制造中多机器人操作与自主协同控制，以SEM环境下的纳米结构为研究对象，研究纳观环境下纳结构交互作用机理，建立纳米尺度对象间粘着模型；分析宏微跨尺度亚纳米精度运动机理，通过基于SEM实时显微视觉的四纳米机器手协同控制，实现多机器人自主纳米操作，为纳米器件的三维制造提供新原理和新方法。研究纳米材料可靠抓取释放技术，建立范德华力—电磁力抓取释放模型，实现CNT抓取。突破跨尺度纳米驱动控制关键技术，建立粘滑驱动动力学模型，突破纳-微-毫跨尺度驱动。研究三维纳米显微视觉技术，建立纳米操作机器人平台。实现SEM中双目三维显微视觉，建立16自由度四操作机器人平台定位精度优于2nm。突破四操作机器人合作操作关键技术，建立四操作机策略库实现四操作机合作操作CNT。实现基于CNT材料FET组装，实现CNT的可控切割，切割精度0.5微米，实现在20微米源、漏电极上CNT装配。发表SCI/EI 论文56 篇，申请发明专利20 项；培养博士研究生3名，硕士研究生15 名。

项目成果

期刊论文数量（31）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（23）
专利数量（20）
Development of a Highly Compact Microgripper Capable of Online Calibration for Multisized Microobject Manipulation
开发能够在线校准多尺寸微观物体操作的高度紧凑的微夹具
  • DOI：
    10.1109/tnano.2018.2793883
  • 发表时间：
    2018-07-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON NANOTECHNOLOGY
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Shi, Qing;Yu, Zhiqiang;Fukuda, Toshio
  • 通讯作者：
    Fukuda, Toshio
Biped Walking of Magnetic Microrobot in Oscillating Field for Indirect Manipulation of Non-Magnetic Objects
磁性微型机器人在振荡场中双足行走间接操纵非磁性物体
  • DOI：
    10.1109/tnano.2019.2954312
  • 发表时间：
    2020-01-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON NANOTECHNOLOGY
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Li, Jianing;Wang, Huaping;Fukuda, Toshio
  • 通讯作者：
    Fukuda, Toshio
Automated Assembly of Vascular-Like Microtube With Repetitive Single-Step Contact Manipulation
通过重复单步接触操作自动组装血管样微管
  • DOI：
    10.1109/tbme.2015.2437952
  • 发表时间：
    2015-11-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Wang, Huaping;Huang, Qiang;Fukuda, Toshio
  • 通讯作者：
    Fukuda, Toshio
A large thrust trans-scale precision positioning stage based on the inertial stick–slip driving
基于惯性粘滑驱动的大推力跨尺度精密定位台
  • DOI：
    10.1007/s00542-018-04286-y
  • 发表时间：
    2019-01
  • 期刊：
    Microsystem Technologies
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Bowen Zhong;Jie Zhu;Ziqi Jin;Haidong He;Zhenhua Wang;Lining Sun
  • 通讯作者：
    Lining Sun
Non-contact optical super-resolution imaging study based on height-variable microsphere
基于变高微球的非接触光学超分辨成像研究
  • DOI：
    10.1088/1742-6596/1074/1/012097
  • 发表时间：
    2018-09
  • 期刊：
    Conference Series
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Kai Meng;Shilin Gao;Zhan Yang;Huicong Liu;Tao Chen;Lining Sun
  • 通讯作者：
    Lining Sun

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  • 通讯作者：
    孙立宁
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一种面向放疗机器人的人体胸腹体表-肿 瘤呼吸运动模拟器
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  • 作者：
    王传洋;郁树梅;孙荣川;孙立宁
  • 通讯作者：
    孙立宁

其他文献

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孙立宁的其他基金

微创关节置换手术机器人双向精确感知与人机协作控制方法研究
  • 批准号：
    U1713218
  • 批准年份：
    2017
  • 资助金额：
    299.0 万元
  • 项目类别：
    联合基金项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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