超声相控阵列微粒操纵器

30mm内精度1/40波长

将高密度超声相控换能器阵列与显微镜结合，在复杂环境中实现对微粒的选择性捕获与精确位置控制，定位精度达波长的四十分之一。

Mingyue, Wang · Siyuan, An · Zhenhuan, Sun · Jiaqi, Li · Wang, Yang · Liu, Song

IEEE Transactions on Robotics 2024

参数信息

定位精度

1/40 波长

技术优势

可实现用户交互式操作

系统允许用户即时指定目标，完成用户指定且目标导向的操纵任务。

闭环提升定位精度

集成的闭环控制策略有效减轻由声阱刚度不均匀引起的对准误差，实现自动化精密位置控制。

可捕获大于波长的粒子

所提出的伪涡旋声阱设计方法支持实时计算，能够捕获尺寸超过波长的粒子。

应用场景

• 微流控粒子操纵：在微流控环境中按需操纵单个或多个粒子或液滴，无需物理接触。
• 精密位置控制：对粒子进行亚波长精度的位置控制，适用于要求精确放置的应用。
• 机器人显微操作：将显微操作集成到自动化机器人工作流中，实现闭环视觉引导操作。
• 生物样本操作：非接触式操纵生物样本，降低污染风险并保持样本活性。