[发明专利]基于纳米操作的实时力感与可视图像人机交互方法及系统

摘要

本发明公开一种基于纳米操作的实时力感与可视图像交互方法及系统，它将具有力感的多自由度机电装置及图像仿真界面与纳米操作装置结合起来，为操作者提供了力觉与视觉反馈，这是以往的纳米操作所不具备的。操作者不仅可以通过多自由度的机电装置实时控制纳米操作装置的运作，而且可以感受到操作过程中纳米操作装置与被操作物间的作用力，同时通过图像仿真界面实时看到操作的状况。该交互系统在微观世界与宏观世界架设了一座桥梁，使得对微观世界中物体的操作如同对宏观世界中物体的操作一样方便，灵活。使纳米操作更贴近于现实情况，大大提高了纳米操作的效率，为进行大规模纳米操作及装配开辟了道路。

主权项

1.一种基于纳米操作的实时力感与可视图像人机交互方法，其特征在于：将纳米操作装置与具有力感的多自由度机电装置结合起来，实现由多自由度机电装置控制纳米操作装置的运作；通过纳米操作装置中光电传感器的信息及对扫描探针悬臂梁进行动力学分析，得到作用在扫描探针针尖的作用力模型，在人机交互界面中利用此力模型与被操作物体的动力学模型实时更新扫描的图像，进而动态显示纳米操作的过程；基于UDP协议的点到点通信的工作流程，操作人员通过具有力感的多自由度机电装置实时感觉到真实作业场景中的探针与对象间的相互作用力，并在此情况下进行操作，同时在图形界面上观察到人工操作的结果。