ỨNG DỤNG HỆ THỐNG TẠO ẢNH TOÀN NÉT TRONG TỰ ĐỘNG HÓA THAO TÁC VẬT THỂ VI MÔ

Nguyễn Chánh Nghiệm *

* Tác giả liên hệ (ncnghiem@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 08-01-2013
Ngày duyệt đăng: 19-06-2013
Ngày xuất bản: 24-07-2013
Title: All-In-Focus imaging system and its application to automated microobject handling
Lượt xem
29
Downloads
16
Trích dẫn
Nghiệm, N. C. (2013). ỨNG DỤNG HỆ THỐNG TẠO ẢNH TOÀN NÉT TRONG TỰ ĐỘNG HÓA THAO TÁC VẬT THỂ VI MÔ. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, (26), 61-70. Truy vấn từ https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/82
Số báo
Số. 26 (2013)
Chuyên mục
Công nghệ

Abstract

All-In-Focus imaging system has been used to observe microbiological objects. In addition to the useful feature of observing a thick microobject clearly as the whole object is in focus, the system provides the depth information of the microobject from which the object position in z-direction can be calculated. However, little research that fully utilizes the depth information of the All-In-Focus imaging system can be found. In this research, we propose the methods to find the 3D position of both target microobject and the end-effector when manipulating the object using the depth information obtained from the AIF imaging system. The system is integrated with a two-fingered microhand micromanipulation system and automated pick-and-place task is experimentally demonstrated to show the effectiveness of the AIF imaging system. The success rate is over 70% for microobjects from 20 to 100 àm which is promising for developing automated micromanipulation system that can be widely applied in many biological and life science fields.
Keywords: All-in-focus, automated, microhand, pick-and-place

Tóm tắt

Hệ thống tạo ảnh toàn nét (hệ AIF) đã được ứng dụng trong quan sát các vật thể vi mô từ lâu. Ngoài chức năng ưu việt là tạo ảnh của vật thể quan sát như thể toàn bộ vật thể đều được lấy nét, hệ AIF còn cung cấp thông tin chiều sâu của vật thể giúp xác định vị trí của vật thể dọc theo trục z hay trục thấu kính. Tuy nhiên, ít nghiên cứu quan tâm khai thác tính năng này. Nghiên cứu này đề xuất các phương pháp tìm vị trí 3D của vật thể vi mô và của đầu mút cơ cấu chấp hành đầu cuối từ hệ AIF khi cần phải thao tác chúng. Hệ AIF được tích hợp với cơ cấu gắp thả microhand có 2 ?ngón tay? và thao tác gắp thả được tự động hóa để trình diễn tính khả dụng của hệ AIF. Tỉ lệ gắp thả thành công đạt trên 70% đối với các vật thể có kích thước từ 20 đến 100 àm. Điều này chứng tỏ hệ AIF có thể được ứng dụng để phát triển các hệ thao tác vật thể vi mô tự động để ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sinh học và khoa học sự sống.
Từ khóa: Toàn nét, tự động, microhand, gắp-thả

Article Details

Tài liệu tham khảo

Avci E, Ohara K, Takubo T, Mae Y, Arai T (2009) A new multi-scale micromanipulation system with dexterous motion, In: Int symp micro-nanomechatronics human science, pp. 444–449.

Groen FC, Young IT, Ligthart G (1985) A Comparison of Different Focus Functions for Use in Autofocus Algorithms, Cytometry, vol. 6, no. 2, pp. 81–91, 1985.

Inoue K, Nishi D, Takubo T, Arai T (2006) Measurement of mechanical properties of living cells using micro fingers and AFM cantilever, In: Int symp micro-nanomechatronics human science, pp. 1–6.

Inoue K, Tanikawa T, Arai T (2008) Micro-manipulation system with a two-fingered micro-hand and its potential application in bioscience, J Biotechnol, vol. 133, no. 2, pp. 219–224.

Kawakami D, Ohara K, Takubo T, Mae Y, Ichikawa A, Tanikawa T, Arai T (2010) Cell stiffness measurement using two-fingered microhand, ROBIO, pp. 1019–1024.

Wang WH, Liu XY, and Sun Y (2007) Contact Detection in Microrobotic Manipulation, The International Journal of Robotics Research, vol. 26, pp. 821-828.

Lu Z, Moraes C, Zhao Y, You LD, Simmons CA, and Sun Y (2010) A micromanipulation system for single cell deposition, ICRA, pp. 494-499.

Mateos-Pérez JM, Redondo R, Nava R, Valdiviezo JC, Cristóbal G, Escalante-Ramírez B, Ruiz-Serrano MJ, Pascau J, and Desco M (2012) Comparative Evaluation of Autofocus Algorithms for a Real-Time System for Automatic Detection of Mycobacterium Tuberculosis, Cytometry, vol. 81A, no. 3, pp. 213–221.

Ohba K, Ortega C, Tanie K, Rin G, Dangi R, Takei Y, Kaneko T, and Kawahara N (2000) Real-Time Micro Observation Technique for Tele-Micro-Operation, in IROS, vol. 1, pp. 647–652.

Ohba K, Ortega JCP, Tanie K, Tsuji M, Yamada S (2003) Microscopic vision system with All-In-Focus and depth images, Mach Vis Appl, vol. 15, no. 2, pp. 55–62.

Ohara K, Ohba K, Tanikawa T, Hiraki M, Wakatsuki S, and Mizukawa M (2004) Hands Free Micro Operation for Protein Crystal Analysis, in IROS, vol. 2, pp. 1728–1733.

O’Gorman F, Clowes MB (1973) Finding picture edges through collinearity of feature points, In: Proc 3rd int joint conf artif intell, pp 543–555.

Sun Y, Duthaler S, Nelson BJ (2004) Autofocusing in Computer microscopy: Selecting the Optimal Focus Algorithm, Microscopy Research and Technique, vol. 65, no. 3, pp. 139–149.