中國科學院深圳先進技術研究院智能仿生研究中心徐天添研究團隊在磁驅微型機器人 3D 空間路徑跟隨方面的研究取得進展。相應成果為“Wu XY, Liu J, Huang CY, et al. 3-D path following of helical microswimmers with an adaptive orientation compensation model [J]. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2020, 17(2): 823-832(自適應補償機制下磁驅微型機器人的 3D 空間路徑跟隨控制)”。

近年來，隨著磁驅微型機器人迅速發(fā)展，其在微創(chuàng)醫(yī)療方面有著巨大的應用潛力，但仍存在智能化水平不高的問題。盡管已經有關于操控磁驅微型機器人的研究，但對于穩(wěn)定運動控制和準確游動模型的研究仍然非常有必要。該研究針對具有自適應補償機制的磁驅微型機器人的 3D 路徑跟隨控制問題開展研究。首先，采用反向傳播算法訓練徑向基函數(shù)(RBF)神經網(wǎng)絡，建立在全局坐標系下的方向偏角補償模型，面對微型機器人的重力和邊界效應側向干擾近似表達微型機器人的運動模型。然后，提出一種基于 Proxy 的滑?？刂?PSMC)方法，基于運動學誤差模型設計穩(wěn)定的控制器。同時研究還考慮了可變參數(shù)對控制效果的影響。

實驗結果表明，設計的路徑跟隨控制器可以使微型機器人以亞毫米級的精度跟隨 3D 空間的路徑。該工作將自適應偏差補償機制應用到磁驅微型機器人的 3D 運動控制中，這為磁驅微型機器人的空間運動控制提供了重要的參考。