项目名称： 基于多光镊的细胞三维位姿精确操控机理与方法研究

项目编号： No.61503270

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 李相鹏

作者单位： 苏州大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 细胞三维位姿的精确操控技术是人工辅助生殖以及干细胞研究等生物医学研究的关键技术，直接关系到细胞手术的成败。本课题针对细胞三维位姿精确操控这一难点问题，综合运用机器人技术与多光镊技术，开展基于多光镊的细胞三维位姿精确操控研究。首先从多光镊-被操控细胞的耦合作用机理出发，建立多光镊耦合作用下被操控细胞的动力学与运动学模型，进而研究多光镊优化配置策略以及协调控制算法，结合双目视觉的细胞三维位姿实时反馈与预测，实现细胞三维位姿的精确操控，为细胞精确操控技术的发展提供新的理论和方法，促进人工辅助生殖、干细胞研究等细胞工程相关领域的发展。

中文关键词： 微纳操作；微纳装配；微纳夹持器；细胞操作

英文摘要： 3D cell pose manipulation technology is the key of many biomedical applications, such as assisted reproductive and stem cells research. This project aims to develop a multiple optical tweezers based 3D cell pose manipulation system with integration of the robotic technology and optical tweezers system. Firstly, both the dynamic and kinematics models of the target cell under multiple optical traps are investigated, based on which, an optimal traps configuration scheme and a multiple optical manipulator cooperative control approach are then developed. By incorporating with a binocular vision model based cell posture measurement system, a robot-aided optical manipulation system is then developed for the 3D cell pose control. The proposed robot-aided optical cell pose manipulation system would be a breakthrough for the development of cell surgery.

英文关键词： Micro-manipulation;micro-assembly;micro-gripper;cell manipulation