细菌能量驱动的微型机器人控制模型和方法研究

随着纳米科技和生物技术的飞速发展，微型生物机器人在生物、化学和医学领域具有广阔的应用前景，但由于微型生物机器人的游动和稳定性长期以来没有得到突破，成为制约其发展的瓶颈，属国际前沿挑战问题。本项目瞄准微型生物带动机器人以及微型生物控制模型和控制方法的基础问题，围绕究鞭毛细菌在液体中的游动机理、细菌在不同pH值的液体中的游动能力、从控制输入到微型机器人速度控制的数学模型和传递函数、微型管道机器人的周边的液体的pH 值梯度场的产生与细菌的游动速度和方向的控制理论和方法、细菌在液体中依附于微型机器人并推动机器人运动等难题开展研究。力图刻画细菌在溶液中的游动微观路径观测问题和离子浓度梯度场的精确控制，建立离子浓度变化与控制输入量之间的数学模型，揭示细菌群落微生物能量利用的可控性机理。在理论和关键技术的研究上取得突破。