微操作系统作为MEMS研究领域的一个重要分支受到各发达国家的高度重视，纷纷投入大量资金进行微操作机器人系统的研究，现已研制出多种各具特色的微操作机器人实验样机系统。 

    自1993年起，在国家自然科学基金资助下，北京航空航天大学开始从事微操作机器人的研究，研究内容主要集中于各单元技术。经过几年的技术储备，研究重点开始由各单元技术转向系统集成及应用，如微操作系统的数学模型、微动仿生机构综合理论、基于图像的视觉伺服理论、精细微操作系统的光-机-电集成设计方法等，并把生物工程作为微操作机器人系统的主要应用领域。 

    把生物工程作为微操作机器人的应用领域，目的可以解释为2点：①从应用层面说，目标相当明确地界定在“面向生物工程”上，如细胞操作、基因转移、染色体切割等，希望给下一世纪中国的“绿色革命”带来推动作用。②从技术层面说，定位在基于显微视觉全局闭环的计算机伺服自动协调作业上。长远观之，其相关技术与微加工、微电子、显微医学等可触类旁通。 

1、微动并联机器人 
    “微动并联机器人的研制”课题研制了1台六自由度微动机器人，以其为核心建立了一套包括三自由度粗动平台、显微视觉系统、控制系统及周边辅助设备的实验平台，并重点围绕微操作机器人的机构选型、误差分析、显微视觉及系统标定等方面做了较深入的研究。具体阐述如下： 
    (1) 通过对国内外微动机构的分析与综合，设计出了创意独特、两级解耦的串并联微动机器人，这在微动机器人领域尚属首例。 
此串并联微动机器人有六个自由度,由上(3RPS机构)、下(3RRR机构)两机构并联串接而成，它具有上下机构运动解耦，运动学、动力学及误差分析简便，控制成本低，加速度大，可完成粗调、细调2种功能等特点。其具体技术指标如下：外形尺寸为100 mm×100 mm×100 mm，工作空间为40 μm×40 μm×24 μm，运动分辨率为0.2 μm。 
    (2) 为了合理地分配精度，充分评估各项误差对末端执行器位姿的影响，我们利用矢量分析的方法建立了串并联机构结构参数误差与位姿误差的数学模型，分析了各项结构误差对末端位姿的影响程度，并得出了若干对微操作机器人设计、加工及安装有普遍指导意义的结论。 
    (3) 对压电陶瓷驱动器的驱动特性、柔性铰链的机械性能、微动机器人末端位姿的选择、微动机器人的控制方式及图像处理等问题，做了较深入的研究，积累了许多有参考价值的经验。 
    (4) 提出了对实验环境的若干改进措施。
2、面向生物工程的微操作机器人系统
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