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沈自所微纳米组科研成果获IEEE Transactions on Biomedical Engineering亮点论文发表
2017-12-04     | 【】【打印】【关闭

IEEE T. BioMed. Eng.特别报道图片即本研究示意图

  近日,国际著名学术杂志IEEE Transactions on Biomedical Engineering(中科院二区期刊)以亮点论文的形式发表了中国科学院沈阳自动化研究所微纳米课题组在类生命机器人领域取得的最新成果(Simultaneous Measurement of Multiple Mechanical Properties of Single Cells Using AFM by Indentation and Vibration, 2017, 64(12): 2771-2780. https://tbme.embs.org/)。 

  IEEE T. BioMed. Eng.每期选出具有重要原创性成果的学术论文,作为亮点成果于当期网站首页进行推荐。这是本年度继获Biophysical JournalLab on a ChipSmallIEEE Transactions on Nanobioscience等封面刊载后,微纳米组科研成果再次获得国际权威期刊特别报道,表明沈阳自动化所在机器人领域不断取得新的进步,创新能力及国内外影响力稳步提升。 

  类生命机器人是机器人领域的前沿方向,是将生命体与传统的机电系统有机融合,形成的一种新的类型机器人系统。类生命机器人具备生命体与传统的机电系统的各自优点,如生物体的高能量转换效率、本质安全性,以及机电系统的高强度、高重复性等特点,从而有望解决制约着机器人发展的能源供给、驱动控制、作业灵活性等问题,吸引了全球众多科学家的研究兴趣。尽管经过不断发展,类生命机器人已经取得了一定的成果,但是由于缺乏对驱动细胞的多维机械特性同步检测技术和理论研究,类生命机器人的运动控制、动力学匹配等问题依然是当前面临的关键挑战。 

  针对上述问题,沈阳自动化所微纳米课题组提出了一种基于受迫振动理论的单细胞多维机械特性同步获取技术。IEEE T. BioMed. Eng.特别报道图片为本研究示意图:采用振动基底与原子力显微镜相结合的方法,分别获取基底与细胞受迫振动的动态曲线。并根据受迫振动理论对动态单细胞进行机械动力学建模,从而根据所测得的动态曲线辨识理论模型中的未知参数,获得单细胞的多维机械特性。 

  由于原子力显微镜具有对生物样本无损检测的特性,同时采用基于受迫振动理论的测量方法,可实现单细胞的粘性、弹性、质量多维机械特性的原位无损同步获取,为以细胞为驱动单元的类生命机器人的动力学匹配及控制方法研究奠定技术基础。 

  沈阳自动化所微纳米课题组专注于纳米技术、生物技术与机电系统的融合,期望利用新的物理和生物原理,实现机器人感知、驱动和控制性能的提升。课题组先后于SmallACS Applied Materials & InterfacesLab on a ChipNanoscaleIEEE Trans系列汇刊等国际知名期刊发表系列论文。课题组研究布局逐步系统化、体系化,为未来取得更好的成果奠定了基础。(机器人学研究室)

  

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