本技术涉及微纳米机器人，特别涉及一种同质微型机器人系统及控制方法。
背景技术：
1、人造微纳米机器人是一种尺寸在微米到纳米范围内的机器人，因其在流体环境中能够被有效驱动和导航，在药物递送、细胞递送、显微外科手术和微成像等生物医学诊断方面具有广阔的应用前景。
2、在低雷诺数的微观流体条件下，惯性力消失，粘性力占据主导地位。研究人员设计了具有不同驱动方式的微型机器人以将外部场转化为微型机器人的运动，例如，化学驱动、超声波驱动、光场驱动、磁场驱动等。由于磁场能够穿透大多数材料(包括生物材料)，因此被广泛应用于微型机器人的远程动力和控制。与梯度磁场和振荡磁场驱动的微型机器人相比，旋转磁场驱动的微型机器人在机动性和运动精度方面表现出优越的性能,尤其在微纳米尺度，扭矩驱动的旋转磁场比力驱动的磁场更有效。相比较于单个磁性微型机器人，旋转磁场驱动下的多个微型机器人进行独立和协同控制更具有应用价值，例如，对人体中的病灶进行转移，单单靠一个微型机器人是不可能完成任务的，使用一群微型机器人将病灶转移到不同位置才能有效解决问题。
3、然而传统的微型机器人控制方法难以对多个具有相同磁化方向的同质微型机器人进行运动控制。
技术实现思路
1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种同质微型机器人系统及控制方法，能够解决传统的同质微型机器人控制方法难以对多个具有相同磁化方向的同质微型机器人进行运动控制的问题。
2、根据本技术第一方面实施例的同质微型机器人系统，包括：
3、执行组，所述执行组包括多个微型机器人，多个所述微型机器人具有相同的磁化方向，以使得多个所述微型机器人在相同的旋转磁场下具有相同的振荡频率和移动频率，所述振荡频率根据所述微型机器人进入振荡状态时所述旋转磁场所对应的旋转频率得到，所述移动频率根据所述微型机器人进入移动状态时所述旋转磁场所对应的旋转频率得到，所述移动频率用于在满足预定条件时控制每个所述微型机器人自转且沿对应的第一目标方向移动，所述第一目标方向为所述微型机器人对应的磁化方向在目标直线的分量方向，所述目标直线垂直于所述旋转磁场的旋转平面，所述振荡频率用于控制每个所述微型机器人自转且自转速度低于在所述移动频率下的自转速度，从而使所述微型机器人对应的磁化方向随所述微型机器人自转而转动；
4、磁场发生器，用于对所述执行组施加所述旋转磁场，所述旋转磁场的旋转频率可调。
5、根据本技术第一方面实施例的同质微型机器人系统，至少具有如下有益效果：
6、通过对多个微型机器人施加旋转磁场，使得多个微型机器人运动，由于多个微型机器人的磁化方向相同，因此多个微型机器人在旋转磁场中具有相同的振荡频率和移动频率。调整旋转磁场的旋转频率至振荡频率，使得每个微型机器人自转，从而使微型机器人对应的磁化方向随微型机器人自转而转动。由于微型机器人的自转速度低于在移动频率下的自转速度，同样的，微型机器人磁化方向的转动速度低于在移动频率下的转动速度，因此便于调整每个微型机器人对应的第一目标方向，即便于调整每个微型机器人后续移动的方向。当满足预定条件，调整旋转磁场的旋转频率至所述移动频率，使得每个微型机器人自转且沿对应的第一目标方向移动。本技术第一方面实施例的同质微型机器人系统，相较于传统的微型机器人控制技术，能够实现对多个同质的微型机器人的运动控制。
7、根据本技术第二方面实施例的同质微型机器人控制方法，应用于如上述的同质微型机器人系统，包括：
8、对多个微型机器人施加旋转磁场，以使得多个所述微型机器人进行运动；其中，多个所述微型机器人的磁化方向相同，使得多个所述微型机器人在所述旋转磁场中具有相同的振荡频率和移动频率，所述移动频率用于使所述微型机器人自转并进行移动，所述振荡频率用于使所述微型机器人自转且自转速度低于在所述移动频率下的自转速度；
9、调整所述旋转磁场的旋转频率至所述振荡频率，使得每个所述微型机器人自转，从而使所述微型机器人对应的磁化方向随所述微型机器人自转而转动；
10、当满足预定条件，调整所述旋转磁场的旋转频率至所述移动频率，使得每个所述微型机器人自转且沿对应的第一目标方向移动，所述第一目标方向为所述微型机器人对应的磁化方向在目标直线的分量方向，所述目标直线垂直于所述旋转磁场的旋转平面。
11、根据本技术第二方面实施例的同质微型机器人控制方法，至少具有如下有益效果：
12、通过对多个微型机器人施加旋转磁场，使得多个微型机器人运动，由于多个微型机器人的磁化方向相同，因此多个微型机器人在旋转磁场中具有相同的振荡频率和移动频率。调整旋转磁场的旋转频率至振荡频率，使得每个微型机器人自转，从而使微型机器人对应的磁化方向随微型机器人自转而转动。由于微型机器人的自转速度低于在移动频率下的自转速度，同样的，微型机器人磁化方向的转动速度低于在移动频率下的转动速度，因此便于调整每个微型机器人对应的第一目标方向，即便于调整每个微型机器人后续移动的方向。当满足预定条件，调整旋转磁场的旋转频率至所述移动频率，使得每个微型机器人自转且沿对应的第一目标方向移动。本技术第二方面实施例的同质微型机器人控制方法，相较于传统的微型机器人控制技术，能够实现对多个同质的微型机器人的运动控制。
13、根据本技术的一些实施例，所述预定条件包括：
14、多个所述微型机器人对应的所述第一目标方向皆相同。
15、根据本技术的一些实施例，所述预定条件包括：
16、至少存在两个所述微型机器人对应的所述第一目标方向相反。
17、根据本技术的一些实施例，所述对多个微型机器人施加旋转磁场，以使得多个所述微型机器人进行运动，包括：
18、对多个所述微型机器人施加水平面内的旋转磁场，使得多个所述微型机器人运动；
19、调整所述旋转磁场的旋转频率至所述移动频率，使得多个所述微型机器人竖直向上移动。
20、根据本技术的一些实施例，所述当满足预定条件，调整所述旋转磁场的旋转频率至所述移动频率，使得每个所述微型机器人自转且沿对应的第一目标方向移动，包括：
21、调整所述旋转磁场的旋转平面，使得所述目标直线的位置调整至目标位置；
22、当满足预定条件，调整所述旋转磁场的旋转频率至所述移动频率，使得每个所述微型机器人自转且沿对应的所述第一目标方向移动。
23、根据本技术的一些实施例，还包括：
24、在所述旋转磁场上，叠加静态磁场；
25、调整所述旋转磁场的旋转频率至移动频率，使得多个所述微型机器人沿所述静态磁场的磁场方向移动。
26、根据本技术的一些实施例，所述调整所述旋转磁场的旋转频率至移动频率，使得多个所述微型机器人沿所述静态磁场的磁场方向移动，包括：
27、调整锥角至目标角度，使得所述静态磁场的磁场方向朝向第二目标方向，所述锥角为所述静态磁场的磁场方向与所述旋转磁场的夹角；
28、调整所述旋转磁场的旋转频率至移动频率，使得多个所述微型机器人皆沿所述第二目标方向移动。
29、根据本技术的一些实施例，所述微型机器人在竖直平面内的位置通过如下步骤得到：
30、获取所述微型机器人的第一实时图像；
31、获取模糊度距离映射关系，所述模糊度距离映射关系为所述第一实时图像中所述微型机器人的模糊度与所述微型机器人在竖直平面的移动距离的关系；
32、根据所述第一实时图像与所述模糊度距离映射关系得到所述微型机器人在竖直平面内的位置。
33、根据本技术的一些实施例，所述微型机器人在水平面内的位置通过如下步骤得到：
34、获取所述微型机器人的第二实时图像；
35、基于质心跟踪算法，根据所述第二实时图像得到所述微型机器人在所述水平面内的位置。
36、根据本技术第三方面实施例的计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序被处理器执行时用于实现如上述的同质微型机器人控制方法。
37、根据本技术第三方面实施例的计算机可读存储介质，至少具有如下有益效果：
38、通过对多个微型机器人施加旋转磁场，使得多个微型机器人运动，由于多个微型机器人的磁化方向相同，因此多个微型机器人在旋转磁场中具有相同的振荡频率和移动频率。调整旋转磁场的旋转频率至振荡频率，使得每个微型机器人自转，从而使微型机器人对应的磁化方向随微型机器人自转而转动。由于微型机器人的自转速度低于在移动频率下的自转速度，同样的，微型机器人磁化方向的转动速度低于在移动频率下的转动速度，因此便于调整每个微型机器人对应的第一目标方向，即便于调整每个微型机器人后续移动的方向。当满足预定条件，调整旋转磁场的旋转频率至所述移动频率，使得每个微型机器人自转且沿对应的第一目标方向移动。本技术第三方面实施例的计算机可读存储介质，相较于传统的微型机器人控制技术，能够实现对多个同质的微型机器人的运动控制。
39、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
1.同质微型机器人系统，其特征在于，包括：
2.同质微型机器人控制方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的同质微型机器人控制方法，其特征在于，所述预定条件包括：
4.根据权利要求2所述的同质微型机器人控制方法，其特征在于，所述预定条件包括：
5.根据权利要求2所述的同质微型机器人控制方法，其特征在于，所述对多个微型机器人施加旋转磁场，以使得多个所述微型机器人进行运动，包括：
6.根据权利要求2所述的同质微型机器人控制方法，其特征在于，所述当满足预定条件，调整所述旋转磁场的旋转频率至所述移动频率，使得每个所述微型机器人自转且沿对应的第一目标方向移动，包括：
7.根据权利要求2所述的同质微型机器人控制方法，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求7所述的同质微型机器人控制方法，其特征在于，所述调整所述旋转磁场的旋转频率至移动频率，使得多个所述微型机器人沿所述静态磁场的磁场方向移动，包括：
9.根据权利要求2所述的同质微型机器人控制方法，其特征在于，所述微型机器人在竖直平面内的位置通过如下步骤得到：
10.根据权利要求2所述的同质微型机器人控制方法，其特征在于，所述微型机器人在水平面内的位置通过如下步骤得到：
