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1 FEMTO-ST - Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies

Abstract : This manuscript deals with a synthesis of scienti c contributions in the led of robotic micromanipulation. The manipulation of microscopic objects, whose behavior is driven by surface e ects, requires new handling and assembly solutions. The general approach proposed in this document consist in manipulate and assemble microcomponents inside a liquid. Indeed, we have shown that the use of a liquid modify signi cantly the problematics of micromanipulation and induces some advantages. For example, trajectories of the object are stabilized because of viscosity or surface e ects can be controlled using physical chemistry principle.The scienti c analysis presented in chapter 1 is based on 3 steps used during the study of robotic micromanipulation in liquid medium whose bibliographic context is presented in chapter 2. The rst step is the modeling of the interaction forces between micro-objects in order to predict and simulate their behavior. Based on this model, micromanipulation strategies chapter 4 have been proposed, and scienti c works have been focused on their characterization and their control. These micromanipulation strategies are a key point of the construction of micro-assembly platforms reported in chapter 5. The perspectives of these works chapter 6 deals with the exploration of the no man-s land between microscience et nanoscience, the proposition of methods for complex and-or functional microassemblies, and the robotic micromanipulation of biological cells.

Résumé : Ce document présente une synthèse de mes contributions scientifiques au domaine de la micromanipulation robotique. La manipulation d-objets de tailles microscopiques, dont le comportement est régi par des effets de surfaces, nécessite des nouvelles solutions de préhension et d-assemblage. L-approche générale proposée dans ce manuscrit repose sur la proposition d-effectuer la manipulation présentant des avantages comme, par exemple, la stabilisation des comportements par effets visqueux ou le contrôle des propriétés de surface par des principes électrochimiques. La démarche scientifique présentée au chapitre 1 repose sur trois étapes mises en oeuvre lors de l-étude de la micromanipulation robotique en milieu liquide dont le contexte bibliographique est exposée au chapitre 2. La première étape chapitre 3 consiste en un travail de modélisation des interactions entre micro-objets afin d-en prédire et d-en simuler le comportement. Sur la base de ces modèles, des stratégies de micromanipulation chapitre 4 ont été proposées et des travaux scientifiques ont été menés sur leur caractérisation et leur commande. Ces stratégies de micromanipulations représentent le coeur des cellules robotiques de micro-assemblages présentées au chapitre 5. Les perspectives de ces travaux portant sur l-exploration du no man-s land entre microscience et nanoscience, la proposition de méthodes permettant la création de micro-assemblages complexes et fonctionnels, ainsi que l-ouverture vers la manipulation robotique de cellules biologiques, font l-objet d-un dernier chapitre.

Keywords : Microhandling microassembly microworld. Micropréhension micromanipulation microassemblage micromonde.





Autor: Michaël Gauthier -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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