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微納米機器人概論 版權信息
- ISBN：9787512436466
- 條形碼：9787512436466 ; 978-7-5124-3646-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
微納米機器人概論 本書特色
微納米機器人系統的簡明版綜述，入門優選，層次清晰，內容精煉，并提供了很多典型案例。本書配有習題答案、教學課件。國內首部微納米機器人教材
微納米機器人概論 內容簡介
本書詳細介紹微納米機器人的設計、加工以及驅動控制系統。全書共分為8章,前3章主要針對微納米機器人研究方向的基礎知識、相關技術、設計原則等進行介紹,并對實際應用中遇到的問題及其解決方案進行概要性闡述;第4章介紹典型微型機器人系統的研究現狀、主要技術等,同時選取以膠囊機器人和昆蟲為模板的微型機器人進行詳細而系統的介紹。第5~7章主要介紹幾大典型的場驅動的微納米機器人系統。書中側重于幾大物理場驅動方式,包括磁場(永磁、電磁、梯度場、勻強場)、光場(光鑷、光電鑷)、聲場(表面波、體波)等物理場非接觸驅動方式,并詳細闡述從基礎理論到微型機器人的設計加工方法以及典型應用。*后,基于典型物理場驅動方式,在第8章集中介紹活性生物材料基的微納米機器人在醫學領域的研究內容。 本書層次清晰,內容精煉,詳細敘述了微納米機器人設計中應用到的科學知識,書中給出的典型案例涉及多學科(如機械、電子、自動化、生物、物理、化學等多個學科)的交叉融合,適合于機械工程、微機電系統、生物醫學工程以及機器人領域相關專業的高等院校本科生以及研究生作為教材使用。
微納米機器人概論 目錄
第1章 緒 論 1
1.1 微納米機器人系統概述 2
1.1.1 微納米技術概述 2
1.1.2 微納米機器人系統概述 5
1.2 微納米機器人操控系統相關研究 7
1.2.1 顯微操作 7
1.2.2 電子顯微鏡內的微納米操作 8
1.3 微納米機器人系統的應用領域 8
1.3.1 醫學領域 8
1.3.2 能源、軍事、環境等領域 10
1.4 課后習題 12
參考文獻 12
第2章 微納米機器人相關基礎知識 16
2.1 微納尺度的機械力學 16
2.2 微納尺度電子學 17
2.2.1 靜電力 17
2.2.2 介電力(介電泳) 17
2.2.3 電泳力 18
2.2.4 光致介電泳 18
2.3 微納尺度的流體力學 19
2.3.1 布朗運動 19
2.3.2 擴散現象 19
2.3.3 雷諾數 19
2.3.4 斯托克斯流 20
2.3.5 毛細現象 20
2.4 課后習題 __________20
參考文獻 21
第3章 微納米機器人系統的相關技術 22
3.1 微觀納米尺度的材料科學 22
3.1.1 接觸角理論模型 22
3.1.2 親水性材料 23
3.1.3 疏水性材料 23
3.2 微觀納米尺度的顯微鏡科學 25
3.2.1 光學顯微鏡 27
3.2.2 電子顯微鏡 28
3.2.3 掃描探針顯微鏡 29
3.3 微型納米尺度的制造技術 33
3.3.1 光刻技術 33
3.3.2 3D打印技術 33
3.3.3 微流體芯片加工制造技術 36
3.3.4 自組裝技術 37
3.4 微納米尺度中驅動技術 38
3.5 課后習題 42
參考文獻 42
第4章 膠囊機器人 46
4.1 背 景 46
4.2 市場上成功的商業膠囊機器人 47
4.2.1 膠囊機器人使用環境特性 47
4.2.2 典型膠囊機器人產品 47
4.3 無線通信原理 49
4.3.1 無線頻譜 49
4.3.2 傳輸天線 50
4.3.3 無線傳輸特性 50
4.3.4 無線傳輸路徑 51
4.3.5 無線傳輸技術 52
4.4 膠囊機器人系統組成 53
4.4.1 運動系統 53
4.4.2 圖像采集系統 57
4.4.3 無線圖像傳輸系統 58
4.4.4 診斷和治療的工具系統 60
4.4.5 能源供應系統 62
4.4.6 定位系統 62
4.5 微型生物機器人 62
4.5.1 微型生物機器人概述 63
4.5.2 神經電刺激原理 63
4.5.3 無線遙測技術 65
4.5.4 昆蟲機器人 66
4.5.5 拓展應用 72
4.6 小 結 77
4.7 課后習題 78
參考文獻 79
第5章 磁場驅動的微納米機器人系統 85
5.1 磁場的基本概念和原理 85
5.1.1 磁性和磁化 85
5.1.2 磁場的發生和驅動原理 86
5.1.3 磁性執行器實例分析 88
5.2 永磁體作為驅動源的磁執行器系統 90
5.2.1 執行系統的微流控芯片環境 91
5.2.2 以生物細胞/組織為操作目標的磁執行器 99
5.2.3 以人體器官為操作目標的永磁執行器 101
5.3 電磁線圈作為驅動源的磁執行器系統 104
5.3.1 電磁系統搭建 105
5.3.2 梯度場驅動 107
5.3.3 振蕩磁場驅動 108
5.3.4 旋轉磁場驅動 111
5.3.5 機器人集群運動 114
5.4 課后習題 116
參考文獻 116
第6章 光場驅動微操作系統 124
6.1 光 鑷 124
6.1.1 基本概念及原理 124
6.1.2 光鑷發展及分類 128
6.1.3 典型應用案例 128
6.2 光電鑷 134
6.2.1 基本概念和原理 u8230 \'3134
6.2.2 光電鑷發展 138
6.2.3 典型應用案例 140
6.3 課后習題 145
參考文獻 145
第7章 聲波驅動微納米機器人系統 150
7.1 聲學及流體力學基本概念和原理 150
7.1.1 聲學基本理論 150
7.1.2 流體力學基本理論 155
7.1.3 聲流理論 159
7.1.4 聲輻射力 160
7.2 聲波驅動微納米機器人系統案例 162
7.2.1 基于聲輻射力的微納驅動與執行 162
7.2.2 基于聲流的微納驅動與執行 163
7.3 課后習題 170
參考文獻 170
第8章 生物基微納米機器人 172
8.1 生物微納米機器人 172
8.1.1 基于生物雜交細菌的主動給藥微納機器人 173
8.1.2 基于真核細胞的藥物遞送微納機器人 173
8.1.3 細胞基微納機器人面臨的挑戰與未來展望 178
8.2 生物膜偽裝納米顆粒微納米機器人 178
8.2.1 紅細胞膜偽裝的微納米機器人 179
8.2.2 血小板膜偽裝的微納米機器人 180
8.2.3 外泌體偽裝的微納米機器人 182
8.3 生物相容性微納米機器人 183
8.3.1 可變形高分子載體 184
8.3.2 可變形蛋白載體 185
8.3.3 DNA折紙機器人 185
8.4 仿生微納米機器人 186
8.4.1 生物結構及運動機制分析 188
8.4.2 集群和自組織行為 192
8.5 課后習題 194
參考文獻 194
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