Haptic manipulation of microspheres using optical tweezers under the guidance of artificial potential fields

Bu çalışmada optik cımbız ve kuvvet geri beslemeli (haptik) robot kolu kullanılaraksuda asılı duran 3-4 µm çapındaki mikroküreler bağlaşımlı optik mikroçınlayıcı(coupled optical microresonator) oluşturmada kullanılabilecek şekiller oluşturulmaküzere manipüle edilmiştir. Bu amaçla biotin kaplanmış mikroküreler lazer ışınıyardımıyla önce hapsedilip daha sonra piezo tabla vasıtası ile hareket ettirilipsabitlenmiş streptavidin kaplı mikrokürelere yapıştırılmıştır. Bütün kürelerinpozisyonları ve çapları kamera ile alınan görüntüler işlenerek hesaplanmıştır vehapsedilen her küre için engel sakınan yol haritası yapay potansiyel alanlar tekniği ilebulunmuştur. Hapsedilen küre üzerine etkiyen sıvının vizkozitesi ve yapay potansiyelalanlara bağlı kuvvetler ölçeklendirilip taşıma sırasında daha iyi kontrol ve yönlendirmeamacı ile kullanıcıya haptik robot kolu vasıtası ile iletilmiştir. Ayrıca sanal kılavuzlarkullanılarak sabit küreye hareketli kürenin bağlanması sırasında gerekli açıyı sağlamayayardım edecek kuvvetlerde yine haptik robot kolu vasıtası ile kullanıcıya iletilmiştir.Önerilen sistem mikrokürelerin kontrollü birleştirilmesi ve hizalanması içinkullanılmıştır. Bu sistem kullanılarak sekiz denek ile sanal ve gerçek ortamlarda iki ayrıdeney yapılmıştır. Bu deneyler sonucunda kuvvet geri beslemenin işi tamamlamazamanı, taşıma sırasındaki çarpışma sayısı, ve pozisyonsal hataları gözle görülür şekildeiyileştirdiği saptanmıştır. Yüksek pozisyonsal hassaslığından dolayı bu sistembağlaşımlı optik mikroçınlayıcı ve bağlaşımlı çınlayıcılı optik dalgakılavuzu (coupledresonator optical waveguide) oluşturmada kullanılabilir. Bildiğimiz kadarı ile bu optikcımbızlamada kuvvet geri beslemenin yararlarını gösteren ilk ve tek deneyselçalışmadır.