Micro-scale robotic task control and automation
微型机器人任务控制和自动化
基本信息
- 批准号:42116-2008
- 负责人:
- 金额:$ 2.19万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2012
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2012-01-01 至 2013-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In recent years, there has been tremendous interest within the medical and biological research communities as their research into the development of transgenic organisms, drug testing on small groups of cells or single cells, and other activities related to genetics has developed. It has become evident that such tasks, such as injection of material into cells for example, must be carried out on a large scale to keep pace with the needs of the medical and biological research communities. Currently, much of this processing is carried out using manual operations. To address this concern, the research work proposed here is directed towards the automation of micro-scale tasks using robotic technology. This researcher has a lengthy history in research in robotics in key areas of relevance to micro-scale task execution. These areas include robotic force control, contact task execution, design of closed-loop controllers for robots with prescribed closed-loop performance, investigation of stability and performance of robotic contact task controls. We will investigate key research areas which now stand in the way of the automation of micro-scale tasks involving contact with biological materials. Interaction of robotic devices with micro-biological specimens easily results in failure if the biological material is disrupted due to poor control of the devices contacting cells. We will design controllers which can reliably control forces at the micro-Newton level, allowing reliable and consistent insertion of material into cells. Vision control coupled with inner-loop force and position controls will be designed and tested which can be used to automate the process. Utilizing robust control design methodologies, controllers will be designed to allow these robotic operations to be conducted in the presence of substantial dynamic parameter uncertainty in the biological material mechanical properties, while achieving good closed-loop performance. Further, methods will be developed to automatically position biological materials for automatic robotic processing. Extensive experimental investigations will test and verify the dynamic behaviour of these methodologies.
近年来,医学界和生物学研究界对转基因生物的发展、对小群体细胞或单细胞的药物试验以及与遗传学有关的其他活动的研究产生了极大的兴趣。很明显,这类任务,例如向细胞内注射物质,必须大规模进行,以跟上医学和生物学研究界的需要。目前,这种处理大部分是使用人工操作进行的。为了解决这个问题,这里提出的研究工作是针对使用机器人技术的微尺度任务的自动化。这位研究人员在机器人技术领域有着悠久的研究历史,研究领域涉及到微尺度任务执行的关键领域。这些领域包括机器人力控制、接触任务执行、具有规定闭环性能的机器人闭环控制器的设计、机器人接触任务控制的稳定性和性能研究。我们将调查目前阻碍涉及接触生物材料的微尺度任务自动化的关键研究领域。机器人装置与微生物标本的相互作用很容易导致失败,如果生物材料被破坏,由于控制不善的设备接触细胞。我们将设计能够在微牛顿水平上可靠地控制力的控制器,允许可靠和一致地将材料插入细胞。将设计和测试视觉控制与内环力和位置控制相结合,可用于自动化过程。利用鲁棒控制设计方法,控制器将被设计成允许这些机器人操作在生物材料机械性能中存在大量动态参数不确定性的情况下进行,同时实现良好的闭环性能。此外,将开发用于自动机器人加工的自动定位生物材料的方法。广泛的实验调查将测试和验证这些方法的动态行为。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Mills, James其他文献
The Pandemic Response Box─Accelerating Drug Discovery Efforts after Disease Outbreaks.
- DOI:
10.1021/acsinfecdis.1c00527 - 发表时间:
2022-04-08 - 期刊:
- 影响因子:5.3
- 作者:
Samby, Kirandeep;Besson, Dominique;Dutta, Anirban;Patra, Buddhadev;Doy, Angelique;Glossop, Paul;Mills, James;Whitlock, Gavin;van Huijsduijnen, Rob Hooft;Monaco, Alessandra;Bilbe, Graeme;Mowbray, Charles;Perry, Benjamin;Adam, Anna;Wells, Timothy N. C.;Willis, Paul A. - 通讯作者:
Willis, Paul A.
Large-Scale Buy-to-Rent Investors in the Single-Family Housing Market: The Emergence of a New Asset Class
- DOI:
10.1111/1540-6229.12189 - 发表时间:
2019-06-01 - 期刊:
- 影响因子:2.2
- 作者:
Mills, James;Molloy, Raven;Zarutskie, Rebecca - 通讯作者:
Zarutskie, Rebecca
Physical activity and sedentary behaviors associated with risk of progression from gestational diabetes mellitus to type 2 diabetes mellitus: a prospective cohort study.
- DOI:
10.1001/jamainternmed.2014.1795 - 发表时间:
2014-07 - 期刊:
- 影响因子:39
- 作者:
Bao, Wei;Tobias, Deirdre K.;Bowers, Katherine;Chavarro, Jorge;Vaag, Allan;Grunnet, Louise Groth;Strom, Marin;Mills, James;Liu, Aiyi;Kiely, Michele;Zhang, Cuilin - 通讯作者:
Zhang, Cuilin
Cerebral cortex structure in prodromal Huntington disease.
- DOI:
10.1016/j.nbd.2010.07.014 - 发表时间:
2010-12 - 期刊:
- 影响因子:6.1
- 作者:
Nopoulos, Peggy C.;Aylward, Elizabeth H.;Ross, Christopher A.;Johnson, Hans J.;Magnotta, Vincent A.;Juhl, Andrew R.;Pierson, Ronald K.;Mills, James;Langbehn, Douglas R.;Paulsen, Jane S. - 通讯作者:
Paulsen, Jane S.
Predictors of depressive symptom trajectories in a prospective follow-up of late adolescents.
- DOI:
10.1017/s0033291719002551 - 发表时间:
2020-10 - 期刊:
- 影响因子:6.9
- 作者:
Coryell, William;Mills, James;Dindo, Lilian;Calarge, Chadi A. - 通讯作者:
Calarge, Chadi A.
Mills, James的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Mills, James', 18)}}的其他基金
Automation and Control of Micro-scale Biological Tasks: Single Cell Surgery
微型生物任务的自动化和控制:单细胞手术
- 批准号:
RGPIN-2018-04814 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Automation and Control of Micro-scale Biological Tasks: Single Cell Surgery
微型生物任务的自动化和控制:单细胞手术
- 批准号:
RGPIN-2018-04814 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Automation and Control of Micro-scale Biological Tasks: Single Cell Surgery
微型生物任务的自动化和控制:单细胞手术
- 批准号:
RGPIN-2018-04814 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Automation and Control of Micro-scale Biological Tasks: Single Cell Surgery
微型生物任务的自动化和控制:单细胞手术
- 批准号:
RGPIN-2018-04814 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Automation and Control of Micro-scale Biological Tasks: Single Cell Surgery
微型生物任务的自动化和控制:单细胞手术
- 批准号:
RGPIN-2018-04814 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Micro-Scale Biological Process Automation: Modelling, Sensing and Control
微尺度生物过程自动化:建模、传感和控制
- 批准号:
42116-2013 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Micro-Scale Biological Process Automation: Modelling, Sensing and Control
微尺度生物过程自动化:建模、传感和控制
- 批准号:
42116-2013 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Micro-Scale Biological Process Automation: Modelling, Sensing and Control
微尺度生物过程自动化:建模、传感和控制
- 批准号:
42116-2013 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Micro-Scale Biological Process Automation: Modelling, Sensing and Control
微尺度生物过程自动化:建模、传感和控制
- 批准号:
42116-2013 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Micro-Scale Biological Process Automation: Modelling, Sensing and Control
微尺度生物过程自动化:建模、传感和控制
- 批准号:
42116-2013 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
相似国自然基金
基于热量传递的传统固态发酵过程缩小(Scale-down)机理及调控
- 批准号:22108101
- 批准年份:2021
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于Multi-Scale模型的轴流血泵瞬变流及空化机理研究
- 批准号:31600794
- 批准年份:2016
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于异构医学影像数据的深度挖掘技术及中枢神经系统重大疾病的精准预测
- 批准号:61672236
- 批准年份:2016
- 资助金额:64.0 万元
- 项目类别:面上项目
城镇居民亚健康状态的评价方法学及健康管理模式研究
- 批准号:81172775
- 批准年份:2011
- 资助金额:14.0 万元
- 项目类别:面上项目
嵌段共聚物多级自组装的多尺度模拟
- 批准号:20974040
- 批准年份:2009
- 资助金额:33.0 万元
- 项目类别:面上项目
宇宙暗成分物理研究
- 批准号:10675062
- 批准年份:2006
- 资助金额:26.0 万元
- 项目类别:面上项目
针对Scale-Free网络的紧凑路由研究
- 批准号:60673168
- 批准年份:2006
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:面上项目
语义Web的无尺度网络模型及高性能语义搜索算法研究
- 批准号:60503018
- 批准年份:2005
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
超声防垢阻垢机理的动态力学分析
- 批准号:10574086
- 批准年份:2005
- 资助金额:35.0 万元
- 项目类别:面上项目
探讨复杂动力网络的同步能力和鲁棒性
- 批准号:60304017
- 批准年份:2003
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Wafer-Scale Ultrathin Layered Device Array Assembly through a Precision Soft-Robotic Stamp Transfer Process
通过精密软机器人印模转移工艺组装晶圆级超薄分层器件阵列
- 批准号:
2243477 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase II: Full-Scale Demonstration of Autonomous Robotic Greenhouse for Sustainable Local Food Production
SBIR 第二阶段:用于可持续当地粮食生产的自主机器人温室的全面示范
- 批准号:
2233520 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Cooperative Agreement
Small Scale Robotics for Automated Dental Biofilm Theranostics
用于自动化牙科生物膜治疗的小型机器人
- 批准号:
10658028 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Validation of the Robotic Reaching Task to Quantify Motor Functioning Impairments in a Non-Human Primate Model of Stroke
验证机器人伸展任务以量化非人类灵长类中风模型中的运动功能损伤
- 批准号:
486660 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Studentship Programs
Collaborative Research: EPCN: Distributed Optimization-based Control of Large-Scale Nonlinear Systems with Uncertainties and Application to Robotic Networks
合作研究:EPCN:基于分布式优化的大型不确定性非线性系统控制及其在机器人网络中的应用
- 批准号:
2210320 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Standard Grant
Smart Robotic Surfaces - Multi-scale Actuation of Topographies for Adaptive Adhesion
智能机器人表面 - 地形的多尺度驱动以实现自适应粘附
- 批准号:
RGPIN-2019-06760 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Collaborative Research: EPCN: Distributed Optimization-based Control of Large-Scale Nonlinear Systems with Uncertainties and Application to Robotic Networks
合作研究:EPCN:基于分布式优化的大型不确定性非线性系统控制及其在机器人网络中的应用
- 批准号:
2210315 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Standard Grant
Small Scale Robotics for Automated Dental Biofilm Treatment
用于自动化牙科生物膜治疗的小型机器人
- 批准号:
10427076 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Smart Robotic Surfaces - Multi-scale Actuation of Topographies for Adaptive Adhesion
智能机器人表面 - 地形的多尺度驱动以实现自适应粘附
- 批准号:
RGPIN-2019-06760 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
NRI: INT: Collaborative Research: ForceBot: Customizable Robotic Platform for Body-Scale Physical Interaction Simulation in Virtual Reality
NRI:INT:协作研究:ForceBot:虚拟现实中人体规模物理交互模拟的可定制机器人平台
- 批准号:
2024784 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.19万 - 项目类别:
Standard Grant