人工肌肉微操作器件的建模、感知和控制理论与方法的研究

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、磁滞现象等）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。