基于AFM的虚拟纳米手操作策略研究.pdfVIP

学兔兔 第34卷 第5期 仪 器 仪 表 学 报 Vo1．34No．5 2013年 5月 ChineseJournalofScientificInstrument May．2013 基于AFM 的虚拟纳米手操作策略研究 侯 静 。，吴成东 ，董再励 ，李孟歆 ，王文学 (1．东北大学信息科学与工程学院 沈阳 110004；2．沈阳建筑大学信息与控制工程学院 沈阳 110168； 3．中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室 沈阳 110016) 摘 要 ：针对纳米操作过程中存在的不确定性及 AFM单探针带来的纳米粒子的稳定操作问题 ，提出了虚拟纳米手操作策略。 该策略采用蒙特卡洛方法描述粒子的不确定性，在纳米粒子推动操作的运动学模型基础上，对 AFM探针的作用参数进行规划 ， 模拟多探针并行操作效果 ，将粒子的中心位置限制在规定误差范围内，从而可以避免操作过程中粒子的丢失，实现粒子的稳定 高精度纳米操作，仿真结果与实验操作结果相对比，验证了虚拟纳米手操作方法的有效性。 关键词 ：虚拟纳米手策略；纳米粒子；稳定纳米操作 ；AFM 中图分类号 ：0793TN16 文献标识码 ：A 国家标准学科分类代码 ：460．4010 Researchonvirtualnano-hand strategybasedonAFM HouJing1,2,3 WuChengdong ，DongZaili。 LiMengxin ，WangWenxue ， ， (J．CollegeofInformationScienceandEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110004，China； 2．SchoolofInformationandControlEngineering，ShenyangJianzhuUniversity，Shenyang110168，China； 3．StateKeyLaboratoryofRobotics，ShenyangInstituteofAutomation，CAS，Shenyang110016，China) Abstract：Aimingattheproblemsthatthereexistuncertainties，suchastheuncertaintyoftheinitialpositionofthe nanoparticleandmostofAFMsonlyhaveonetipastheendeffector，whichcausesthestableoperationproblemssuch asobjectlostandlowoperationefficiency，inthispaper，avirtualnano—handpushingstrategyisproposed．Thisstrateyg adoptsMonteCarlomethodtodescribethepositionuncertaintyanderrordistribution．Basedonthekinematicmodelof thenanoparticlepushingmanipulation，thepushingparametersoftheAFM tipisplannedtomimicmulti—fingeredhand withsingleAFM tip．Thisstrategycanpushthenanoparticleintoaboundedtargetarea’vithagivenprobbailityand avoidtheparticlelosing，SOthestbaleandreliablenan0manipulationcanberealized．Simulationresultsandexperiment operationresultswerecompar