科创中国

该项目研发出一种磁性螺旋形游动微机器人，其制备方法包括：选取螺旋藻生物模板、固定强化、胶态钯活化、解胶、化学镀镍、清洗烘干；螺旋藻生物模板的结构参数与用户所需磁性螺旋形游动微机器人的结构参数相同。该机器人操控系统包括：线圈部、容器平台、三个驱动器、三个直流电源、数字量模拟量转换装置、上位机以及观测记录装置等

仿照大肠杆菌等微生物通过鞭毛旋转产生推进的运动方式，在三维可控旋转磁场控制下能够在低雷诺数环境中进行有效推进运动。 采用具有天然微螺旋结构的螺旋藻细胞作为模板，采用优化的化学镀工艺进行表面磁性化修饰，表面镀层均匀致密，形状结构保持良好，制造工艺简单，能够实现不同结构参数的磁性螺旋形游动微机器人的可控化、批量化制备。 操控系统基于三维亥姆霍兹线圈，通过上位机的软件程序控制，采用数字量模拟量转换装置和驱动器进行电流输出，产生三维可控旋转磁场，整个操控系统结构简单紧凑，集成度高，操作便捷灵活，能够实现磁性螺旋形游动微机器人的精准操控

伴随微纳米科学技术的发展，微纳机器人得到了广泛关注，尤其是在生物医药和微系统方面具有非常重要的潜在应用。受大肠杆菌等微生物通过鞭毛旋转产生推进运动的启发，磁性螺旋形游动微机器人作为一种磁控微机器人受到研究者普遍关注。在外加旋转磁场作用下，磁性螺旋形游动微机器人的特殊螺旋形结构可产生轴向推进力，在低雷诺数液体环境中实现高效可控的运动，从而完成微小尺度的任务要求。在微纳尺度精准操控、靶向药物运输等前沿领域具有重要的研究价值。传统的机械加工方法难以实现微米尺度三维微螺旋结构的批量制造，而新兴的三维激光直写技术等微纳加工方法也存在制造成本高、制造效率低等不足，限制了磁性螺旋形游动微机器人的发展应用。此外，包括磁性螺旋形游动微机器人在内的所有磁性微机器人，都要求具有对其实现简单便捷运动操控的三维可控旋转磁场，且三维可控旋转磁场是实现对该类微机器人精准操控的一种必要手段，而现有三维可控旋转磁场多存在结构庞大、控制复杂、集成度不高等问题，不便于操控微米尺度的磁性微机器人。

来自北京航空航天大学，可为本项目的研究开展提供良好的研究工作条件。项目的研究团队由教授、青年教师、博士生和硕士生等人员组成，团队负责人多年从事相关方面的科研与教学工作，负责完成过科技重大专项课题等以及横向合作等多项课题的研究工作。团队人员构成合理，技术基础好，研发能力强，为本项目的研究开展提供了良好的人员保障

本项目研究成功的磁性螺旋形游动微机器人。整个操控系统结构简单紧凑，集成度高，操作便捷灵活，能够实现磁性螺旋形游动微机器人的精准操控。可有效实现进口替代，打破国外在本领域的技术封锁，可以广泛应用各个领域。具有广阔的市场前景

目前处于何种研发阶段： ☒研发 ☐小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☐产业化； 样机： ☒ 有 ☐无 其他：□如选择“其他”，请说明：。

已投入成本： 200000 元。

推广应用情况：已用于学术研究。转化方式：转化方式：合作开发、技术转让、技术许可、技术参股、采购合同、买卖合同。