Control automatizado de microrobots magnéticos: desde modelado matemático hasta aprendizaje automático
Autores: Li, Yamei; Huo, Yingxin; Chu, Xiangyu; Yang, Lidong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control automatizado de microrobots magnéticos: desde modelado matemático hasta aprendizaje automático
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Robótica a microescala
Actuación magnética
Microrrobótica
Control de movimiento
Campos magnéticos
Control basado en aprendizaje.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
La robótica a escala micro ha surgido como un campo transformador, ofreciendo oportunidades sin igual para la innovación y el avance en diversos campos. Debido a los beneficios distintivos de la operación inalámbrica y un nivel elevado de seguridad, la actuación magnética ha surgido como una técnica ampliamente adoptada en el campo de la microrrobótica. Sin embargo, factores como el movimiento browniano, los flujos dinámicos de fluidos y diversas fuerzas no lineales introducen incertidumbres en el movimiento de robots a escala micro/nanométrica, lo que dificulta lograr un control de navegación preciso en entornos complejos. Este documento presenta una revisión exhaustiva que abarca la trayectoria desde los fundamentos teóricos de la generación y modelado de campos magnéticos, así como el modelado de actuación de campos magnéticos hasta los métodos de control de movimiento de microrrobots magnéticos. Introducimos métodos de control tradicionales y enfoques de control basados en el aprendizaje para sistemas robóticos a escala micro/nanométrica, y luego se comparan estos métodos. A diferencia de los métodos de navegación convencionales basados en modelos matemáticos precisos, los enfoques de control y navegación basados en el aprendizaje pueden aprender directamente señales de control para los sistemas de actuación a partir de datos y sin depender de modelos precisos. Esto dota a los micro/nanorrobots con una alta adaptabilidad a entornos dinámicos y complejos cuyos modelos son difíciles/imposibles de obtener. Esperamos que esta revisión pueda brindar ideas y orientación a los investigadores interesados en el control automatizado de microrrobots magnéticos.
Descripción
La robótica a escala micro ha surgido como un campo transformador, ofreciendo oportunidades sin igual para la innovación y el avance en diversos campos. Debido a los beneficios distintivos de la operación inalámbrica y un nivel elevado de seguridad, la actuación magnética ha surgido como una técnica ampliamente adoptada en el campo de la microrrobótica. Sin embargo, factores como el movimiento browniano, los flujos dinámicos de fluidos y diversas fuerzas no lineales introducen incertidumbres en el movimiento de robots a escala micro/nanométrica, lo que dificulta lograr un control de navegación preciso en entornos complejos. Este documento presenta una revisión exhaustiva que abarca la trayectoria desde los fundamentos teóricos de la generación y modelado de campos magnéticos, así como el modelado de actuación de campos magnéticos hasta los métodos de control de movimiento de microrrobots magnéticos. Introducimos métodos de control tradicionales y enfoques de control basados en el aprendizaje para sistemas robóticos a escala micro/nanométrica, y luego se comparan estos métodos. A diferencia de los métodos de navegación convencionales basados en modelos matemáticos precisos, los enfoques de control y navegación basados en el aprendizaje pueden aprender directamente señales de control para los sistemas de actuación a partir de datos y sin depender de modelos precisos. Esto dota a los micro/nanorrobots con una alta adaptabilidad a entornos dinámicos y complejos cuyos modelos son difíciles/imposibles de obtener. Esperamos que esta revisión pueda brindar ideas y orientación a los investigadores interesados en el control automatizado de microrrobots magnéticos.