具有实时视觉／触觉反馈的纳米操作系统  

An AFM based nanomanipulation system with real-time visual and force feedback

作　　者：刘连庆[1,2] 焦念东[1] 田孝军[1] 董再励[1] 席宁[1] 王越超[1] 

机构地区：[1]中国科学院沈阳自动化研究所机器人重点实验室,沈阳110016 [2]中国科学院研究生院,北京100039

出　　处：《高技术通讯》2006年第1期36-40,共5页Chinese High Technology Letters

基　　金：863计划（2003AA404070;2002AA422210）资助项目.

摘　　要：由于缺乏实时的传感器信息反馈，导致传统的基于原子力显微镜的纳米操作盲目，操作效率和成功率都非常低。为了克服这一问题，设计和实现了一种具有实时视觉和三维触觉反馈的纳米操作系统。当利用该系统进行纳米操作时，操作者不但可以实时感受到探针与被操作物体间的相互作用力，还可以在3D增强现实图像界面中观察到纳米操作场景的变化，并可以在线控制探针的三维运动。这种交互式的操作系统使得纳米操作变得容易可行。纳米刻画实验和多壁碳纳米管的推动宾验验证了该系统的有效性和高效率。An AFM based nanomanipulation system with real-time visual and force feedback is developed aiming to overcome the problem of low manipulation efficiency and effectiveness in the traditional AFM based nanomanipulation bacause of its lack of real-time sensory feedback. During nanomanipulation, the system can not only provide the operator with real-time visual feedback which displays the real-time nano-environment and a real-time dynamic tip position, but also let the operator feel the 3-D real-time operation force. Furthermore, the operator can directly control the tip 3-D motion of AFM through a joystick, which makes AFM based nanomanipulation feasible and applicable. The nano-lithography and MWCNTs pushing experiments demonstrate the efficiency and effectiveness of the system.

关 键 词：纳米操作 力反馈 视觉反馈 人机交互 原子力显微镜 

分 类 号：TP242[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TP212[自动化与计算机技术—控制科学与工程]