[发明专利]微型机器人的群体控制方法

权利要求书

1.一种微型机器人的群体控制方法，由光源(1)、可调谐滤波器(2)、微型机器人(3)和控制器(4)组成，其中微型机器人(3)由硅光电池(31)、光电探测模块(32)、行走机构(33)和微型机器人封装(34)组成；系统中光源(1)输出可见光至可调谐滤波器(2)，控制器(4)通过控制可调谐滤波器(2)输出的带通中心波长的移动和波段宽度的调节来对光源(1)输出的光进行调制，经过调制后的光照射到微型机器人(3)的表面对其进行控制和驱动；微型机器人(3)中的硅光电池(31)为其行走机构(33)的运作提供能量，光电探测模块(32)由带通滤光片(321)和光电探测器(322)构成，光电探测模块(32)能够接受特定波段的光信号解调得到移动方向信息；整个系统通过控制器(4)控制可调谐滤波器(2)输出带通波段的范围来对单个或集群的微型机器人(3)进行移动方向的控制；微型机器人(3)基于集成电路工艺制作而成，其主要由硅光电池(31)、光电探测模块(32)、行走机构(33)和微型机器人封装(34)构成；硅光电池(31)将照射到微型机器人(3)表面的光能转化为电能，为微型机器人(3)的运行提供能量；行走机构(33)是将硅光电池(31)产生的电能转换为微型机器人(3)用于移动的机械能，是基于电致形变材料制作而成；微型机器人封装(34)起承载作用，微型机器人(3)的硅光电池(31)、光电探测模块(32)和行走机构(33)集成在微型机器人封装(34)上，整个微型机器人(3)的尺寸控制在微米到毫米级；微型机器人(3)集成了4个光电探测模块(32)用于接收移动方向的控制信号，每个光电探测模块(32)由带通滤光片(321)和光电探测器(322)构成，光电探测器(322)是光电二极管和雪崩光电二极管的任意一种；光电探测器(322)放置在带通滤光片(321)下方，通过选用特定带通波长的带通滤光片(321)，使得光电探测模块(32)针对特定波长范围的光响应；微型机器人(3)中设置4个不同带通波长，用于四个移动方向的控制，分别是前、后、左和右方向；微型机器人(3)集群中第一个微型机器人(3)的带通波长设置为400.1nm、500.1nm、600.1nm和700.1nm；第二个微型机器人(3)的带通波长在前者的基础上依次增加0.1nm设置为400.2nm、500.2nm、600.2nm和700.2nm；第三个微型机器人(3)的带通波长则设置为400.3nm、500.3nm、600.3nm和700.3nm，……，直到第一千个微型机器人(3)设置为500nm、600nm、700nm和800nm；控制器(4)控制可调谐滤波器(2)的输出带通波段范围，光源(1)输出的光经过可调谐滤波器(2)转换为调制光信号，微型机器人(3)集群接收到调制光信号并响应相应移动方向的控制；控制器(4)控制可调谐滤波器(2)的输出带通波段宽度能够实现对不同数量微型机器人(3)集群的实时控制，当控制器(4)控制可调谐滤波器(2)的输出带通波段调窄为400.1nm时，能够控制单个微型机器人(3)的移动方向；当控制器(4)控制可调谐滤波器(2)的输出带通波段调宽为400.1nm～405nm时，能够同时控制50个微型机器人(3)的移动方向；控制器(4)可控制微型机器人(3)的数量由可调谐滤波器(2)的输出波段宽度决定，可控制微型机器人(3)数量为1000个。

2.根据权利要求1所述的一种微型机器人的群体控制方法，其特征是：光源(1)是宽光谱的发光二极管(LED)、卤钨灯、氙灯、高压汞灯和高压钠灯的任意一种；光源(1)的波长覆盖在400nm～800nm的可见光范围内，光源(1)一方面为微型机器人(3)提供用于移动的能量，另一方面经过调制作为控制微型机器人(3)移动方向信号。

3.根据权利要求1所述的一种微型机器人的群体控制方法，其特征是：可调谐滤波器(2)的功能为能够在400nm～800nm可见光范围内带通中心波长可调，且波段宽度可调，最小调谐宽度为0.1nm，最大调谐宽度为100nm。