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多指ハンド双腕光マニピュレータを用いた3次元マイクロ操作と計測

使用多指双臂光学机械手进行3D微操作和测量

基本信息

批准号：
19K04319
负责人：
田中芳夫
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kagawa University (2020-2022)National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2019)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，1台の光源からのレーザ光を2本の偏光ビームに分割し，この2本の腕に対応する各々のビームに対し，マイクロ操作時のエンドエフェクタとなるレーザ光焦点位置や高輝度光パターンを精密に実時間制御できる多点光ピンセット光学系を構成することで，双腕多指ハンドとして機能する光マニピュレータを開発する。この制御観測系に，光学顕微鏡下の観測画像の実時間画像処理と画像再構成技術を統合することで，微小物の視覚認識に基づいた能動的な捕捉・把持と双腕系の協調動作を用いた非接触3次元マイクロ操作と計測技術の高度化・自動化について検討する。これにより，光ピンセットマイクロ操作技術の学術的確立と共に，3次元細胞生物学や顕微熟練作業の自動化に貢献できる基盤技術を開発することを目的とする。本年度に得られた主な成果は以下のとおりである。視触覚双腕光マニピュレータによるマイクロ操作：観測系と制御系間の各種非線形歪みを較正する新たな手法を開発し，一昨年度開発したミラー走査型双腕3次元光ピンセットシステムに適用することで，マウスによる光ピンセット操作時の精度を大幅に改善することができた。また，市販の3次元指示デバイスと実時間画像処理技術を利用して，両手を用いた双腕協調マイクロ操作時に，被操作対象と球状エンドエフェクタ間の反力を作業者にリアルタイムで視覚的に提示できる視触覚双腕光マニピュレータシステムを開発し，ガラス片や珪藻などの非球状物のマイクロ操作に適用することでその有効性を実証した。光捕捉からの逸脱のない安定かつ高精度な双腕協調光ピンセット操作においては，被操作対象からの反力の検出が不可欠であり，リアルタイムに複数把持点の反力を視覚的に提示しながら両手でマイクロ操作できる視触覚双腕光マニピュレータは，世界的にもこれまで研究報告が無く，顕微熟練作業の高度化に貢献できるものである。

In this study, one light source, two polarizers, one polarizer, two polarizers, one light source, two polarizers, one light source, two polarizers, two polarizers, one light source, two polarizers, two polarizers. The double wrist refers to the double wrist and the machine is capable of turning on the wrist. In order to make and control the testing system, the portrait in the optical micrograph is reconstructed into a technical system, and the capture control of the micro object is used to realize the capture control of the double wrist system. The coordination action of the double wrist system uses the non-contact 3-dimensional device operation technology to highly automate the operation of the device. In this paper, the establishment of operation technology and technology is introduced, and the three-dimensional cellular biology and micro-familiarity operation system is presented to the basic technology. The following are the main results of this year's award. Touch the double-wrist optical equipment operation: the system controls all kinds of non-shaped skew signals in the system. The new operation method is available. A double-wrist light beam system with three times of light consumption was launched last year, and the precision of the operation has been greatly improved. In the third dimension, the market instructs you to use the image technology to make use of the camera, and the hand uses the double wrist to synchronize the operation, it is operated like a ball-shaped camera, and the person who acts as a counterforce is prompted to touch the double-wrist camera to start the operation. The operation of an aspheric substance is known to be a sexual one. Light capture, escape, stability, high precision, double wrist, glossy, smooth, stable, accurate, accurate, accurate and accurate. The micro-familiar operation system is highly advanced, and it is necessary to provide information.