طراحی بهینه سیستم کنترل حرکت میکروربات با استفاده از مدل سازی رفتار هیدرودینامیکی آن

در این مقاله با مدل سازی حرکت یک بعدی میکروربات کروی که از ذرات مغناطیسی سخت ساخته شده است و در حال حرکت در یکی از شریان های بدن در جهت جریان خون می باشد، میزان گرادیان های مورد نیاز برای اعمال حرکت به آن معین خواهد گردید و با دیدگاهی متفاوت از کارهای انجام گرفته در این زمینه، سیستمی متشکل از یک جفت کویل مکسول و یک جفت کویل هلمهولتز برای کنترل حرکت این میکروربات، به صورت بهینه طراحی می گردد. در مدل دینامیکی ارائه شده در این مقاله، نیروهای هیدرودینامیکی اعمالی به ذره، نیروهای الکترومغناطیسی وارده از طریق سیستم کترل حرکت، اثر قطر عروق بر جریان خون در اطراف میکروربات و نیز خاصیت غیر نیوتنی بودن سیال خون، لحاظ گردیده است. همچنین در طراحی بهینه سیستم الکترومغناطیسی ارائه شده در این مقاله، پارامترهایی همچون امپدانس کویل ها، فرکانس رزونانس کویل ها، جانمایی فیزیکی و ابعاد کویل ها، میزان و نوع سیم های مورد استفاده در سیم پیچی کویل ها، نوع سیستم تامین کننده توان الکتریکی و نیز اندازه میدان ها و گرادیان های مورد نیاز لحاظ گردیده است. فرآیند بهینه سازی مورد استفاده در این مقاله، الگوریتم سیمپلکس چند هدفه می باشد که توسط آن محدوده ایده آلی برای پارامترهای طراحی، یافت خواهد گردید. با استفاده از متد ارائه شده در این مقاله می توان سیستم هایی باابعاد گوناگون برای میکروربات هایی با اشکالی متفاوت از شکل کروی طراحی نمود.