本项目主要目标是基于一种电致形变智能材料-IPMC,建立其人工肌肉的控制模型;在此基础上,研究微操作器件的建模、感知和控制方法,从而提出微型智能系统建模和控制的系统理论方法,用于实现对微/纳米对象的操作。本项目核心内容有1)开展针对 IPMC 非线性动力学特性(包括飘移、爬行、迟滞现象等)的面向控制的系统模型和仿真模型的研究,实现其人工肌肉特性;2)研究新的 IPMC感知方法,完成混合式微力传感器研制;3)开发针对 IPMC 主要非线性的闭环控制方案,包括自适应逆控制、神经网络逆控制及无穷维系统控制方法等;4)基于 IPMC 驱动器/传感器,实现仿生微操作器件的虚拟样机系统及实物样机制作;5)通过微操作试验,验证所提出的建模、感知和控制方法的有效性。研究意义为生物细胞和微器件的操作提供新方法,促进生物工程和 MEMS 技术的发展;有益于MEMS/NEMS 中的传感器、驱动器以及仿生微型机器人的开发。
英文主题词Smart material;Infinite dimensional system;Micro-force sensor;Micro-manipulation;Virtual Prototype