基于改进A^(*)算法的数字微流控系统液滴路径规划研究

作     者：罗智杰 黄子涛 彭翠玲 潘仲宇 刘双印 曹亮 尹航 Luo Zhijie;Huang Zitao;Peng Cuiling;Pan Zhongyu;Liu Shuangyin;Cao Liang;Yin Hang

作者机构：仲恺农业工程学院信息科学与技术学院广州510225 仲恺农业工程学院广东省高校智慧农业工程技术研究中心广州510225 仲恺农业工程学院广州市农产品质量安全溯源信息技术重点实验室广州510225 

基　　金：国家自然科学基金项目(61871475) 广东省自然科学基金面上项目(2021A1515011605) 广州市创新平台建设计划实验室建设专项(201905010006) 广州市科学研究计划一般项目(201904010233,201903010043)资助 

出 版 物：《电子测量技术》 (Electronic Measurement Technology)

年 卷 期：2021年第44卷第21期

页      码：56-63页

摘      要：基于介电润湿(EWOD)效应的数字微流控系统(DMF)能实现微升级别的多个液滴移动、分裂、合成等操作。为了降低EWOD器件异质液滴之间的交叉污染,减少化学合成和生化检验在EWOD器件中的完成时间,保证器件的可靠性,通过MATLAB平台对DMF系统环境进行空间建模,在基本A^(*)算法的基础上,将拐点作为估计函数值的影响因子,融入液滴碰撞策略,提出了针对EWOD器件流体特征的改进A^(*)算法。通过对化学合成实验的仿真模拟,该算法表现出了较好的液滴寻址优化特性。对比基本A^(*)算法,在相同路径长度下(64个驱动电极),该算法能够有效减少冗余的拐点(减少10个)和液滴到达目标电极时间(减少约23 s)。此外,改进的算法在复杂条件下(存在未知和已知故障)的多液滴合成实验也表现出较好的适应性(只需要24个时间戳即实现合成)。实验结果证明提出的液滴寻址算法对EWOD器件中多液滴的路径规划和调度优化具有较好的应用性和可靠性,可有效减少液滴应用在EWOD器件中的完成时间。

主 题 词：数字微流控 介电润湿 改进A^(*)算法 路径规划 避碰策略 

学科分类：08[工学] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.19651/j.cnki.emt.2107613

馆 藏 号：203106993...