近日，中科院沈陽自動化研究所科研人員研發(fā)出具有實時視覺反饋能力的掃描微透鏡超分辨成像技術(shù)（SSUM），該技術(shù)無需熒光染色和激光激發(fā)，可以在自然條件下打破光學(xué)衍射定律所限制的觀測極限，實現(xiàn)了生命和非生命樣品的超分辨實時觀測。該項成果對實現(xiàn)納米尺度生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)的動態(tài)追蹤，提升納米機器人的功能和性能具有重要意義。相關(guān)成果發(fā)布于《自然—通訊》。
據(jù)介紹，超分辨觀測是科學(xué)界的重要研究方向，是生物科技、納米科技和信息科技等進步的重要基石。超分辨觀測對于機器人的發(fā)展同樣重要，它將為納米機器人提供銳利之眼，這對納米尺度下機器人作業(yè)能力和功能的提升具有重要意義。
近來，為了突破衍射極限，業(yè)界科研人員發(fā)展了STED等一系列新型光學(xué)成像技術(shù)。但是這些成像技術(shù)多采用時間換空間的方式，存在速度慢、需要熒光染色、外部激光激發(fā)等問題。考慮到納米機器人操作對象和工作環(huán)境，這些方法的局限性將表現(xiàn)得尤為突出。
為此，中科院沈陽自動化所微納米課題組對微透鏡超分辨成像物理機制進行了深入研究，證明了倏逝波在微透鏡超分辨成像中所起到的作用，解釋了超分辨能力來源，對微透鏡成像機理進行了研究，基于譜分析方法進行的理論分析與實驗結(jié)果具有很好的一致性。提出了基于改變光照條件來提高微透鏡分辨率的方法，并對背后機理進行了理論闡述。在此基礎(chǔ)上，借鑒機器人的感知、決策和控制理論，設(shè)計并搭建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的超分辨成像系統(tǒng)，提出了具有納米精度的對微透鏡空間位置動態(tài)閉環(huán)反饋控制方法，實現(xiàn)了微透鏡與樣品間距與相互作用力的有效控制。
據(jù)悉，該技術(shù)已經(jīng)申請了國內(nèi)和國際發(fā)明專利，未來將進一步提升分辨率，向著實用化的方向堅實邁進。
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