Mobile Magnetic Microrobots Control and Study in Microfluidic Environment : New Tools for Biomedical Applications

摘要

Dans le domaine du developpement d'outils de micromanipulation de haute precision pour le biomedical, les microrobots mobiles immerges font figures de technologie emergente prometteuse pour des applications in-vitro, puis a plus long terme pour l'in-vivo. Mes travaux portent sur l'etude de la propulsion de microrobots par voie magnetique dans des fluides circulant dans des microcanaux, a une echelle ou les phenomenes d'adherence et d'amortissement prevalent. Leur application pour des operations de transduction est developpee dans un deuxieme volet.Un dispositif d'asservissement par vision a haute frequence d’echantillonnage (~5kHz) a ete developpe rendant possible le controle sous champ magnetique uniforme ou gradient. Les performances du systeme ont notamment demande l’implementation d'une interface multi-tâches afin de pouvoir acquerir et traiter les images en parallele de l'actuation du robot. L'analyse de la dynamique permet de mieux apprehender les phenomenes parfois imprevisibles lies au deplacement du robot, MagPol, integre dans une puce microfluidique. Il peut reciproquement servir de capteur dans son environnement fluidique.Ce design original de robot a ete concu pour la micromanipulation et permet egalement d'explorer des nouvelles strategies de deplacement. Ces capacites ont ete eprouvees sur des objets de meme taille qu'en biologie cellulaire (billes, bulles).Enfin, une demonstration de l'asservissement visuel en planification de tâche a ete effectuee. Sous reserve de posseder un algorithme suffisamment performant, l'echantillonnage haute frequence en temps reel devient possible et l'observation de performances sur des trajectoires complexes est demontree. Les performances, la portabilite et la reproductibilite du systeme demontrent des capacites de transduction a haut debit qui sont tres prometteuses pour l'aspect applicatif.