基于概率分布区间的纳米操作机器人路径规划

摘要

在原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)机器人化纳米操作中,由于探针在任务空间中位置不确定性随着时间和探针移动的增加而逐渐增大,使得探针无法精确定位,导致纳米操作效率低下.针对此问题,本文参考宏观机器人利用路标定位的策略,提出基于概率分布区间的探针路径规划方法,在分析路标观测中探针定位精度的基础上,通过定义概率分布区间规划探针扫描路径以及观测距离,建立路标邻接矩阵.然后使用Dijkstra算法和蚁群算法对纳米操作的探针进行路径规划.仿真与实验结果验证了该方法的有效性.最后针对任务空间中缺乏路标的情况,提出主动配置路标方法,进一步有助于推动AFM纳米操作在微纳器件装配中的实际应用.