論文の概要: Micro-Dexterity in Biological Micromanipulation: Embodiment, Perception, and Control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.11640v1
• Date: Mon, 13 Apr 2026 15:50:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-14 20:13:16.662779
• Title: Micro-Dexterity in Biological Micromanipulation: Embodiment, Perception, and Control
• Title（参考訳）: 生体マイクロマニピュレーションにおけるマイクロディクスタリティ--身体,知覚,制御
• Authors: Kangyi Lu, Lan Wei, Zongcai Tan, Dandan Zhang,
• Abstract要約: 本総説では, エンボディメント, 知覚, 制御の複合的役割を通して, 生物学的マイクロマニピュレーションを解析するための枠組みとしてマイクロデキスタリティを紹介する。 プッシュ,リオリエンテーション,把握,協調操作を含む古典的操作プリミティブが,マイクロスケールでどのように再構成されるかを検討する。 実験室でのデモンストレーションと臨床的に関係のある生物学的操作のギャップを同定し,今後の翻訳における重要な課題を概説する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.501449881347672
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Microscale manipulation has advanced substantially in controlled locomotion and targeted transport, yet many biomedical applications require precise and adaptive interaction with biological micro-objects. At these scales, manipulation is realized through three main classes of platforms: embodied microrobots that physically interact as mobile agents, field-mediated systems that generate contactless trapping or manipulation forces, and externally actuated end-effectors that interact through remotely driven physical tools. Unlike macroscale manipulators, these systems function in fluidic, confined, and surface-dominated environments characterized by negligible inertia, dominant interfacial forces, and soft, heterogeneous, and fragile targets. Consequently, classical assumptions of dexterous manipulation, including rigid-body contact, stable grasping, and rich proprioceptive feedback, become difficult to maintain. This review introduces micro-dexterity as a framework for analyzing biological micromanipulation through the coupled roles of embodiment, perception, and control. We examine how classical manipulation primitives, including pushing, reorientation, grasping, and cooperative manipulation, are reformulated at the microscale; compare the architectures that enable them, from contact-based micromanipulators to contactless field-mediated systems and cooperative multi-agent platforms; and review the perception and control strategies required for task execution. We identify the current dexterity gap between laboratory demonstrations and clinically relevant biological manipulation, and outline key challenges for future translation.
• Abstract（参考訳）: マイクロスケール操作は、制御された移動と標的輸送において大きく進歩しているが、多くの生体医学的応用には、生物学的マイクロオブジェクトとの正確かつ適応的な相互作用が必要である。 これらのスケールでは、操作は3つの主要なプラットフォームクラスを通じて実現される: 物理エージェントとして物理的に相互作用する組込みマイクロロボット、接触のないトラップや操作力を生成するフィールド仲介システム、リモートで駆動される物理的ツールを介して相互作用する外部作動型エンドエフェクター。 マクロなマニピュレータとは異なり、これらのシステムは、無視できない慣性、支配的な界面力、柔らかく、不均一で、壊れやすい標的によって特徴づけられる流動的、閉じ込められ、表面的に支配される環境において機能する。 その結果、剛体接触、安定した把握、豊かな受容的フィードバックを含む古典的な外的操作の仮定は維持し難いものとなった。 本総説では, エンボディメント, 知覚, 制御の複合的役割を通して, 生物学的マイクロマニピュレーションを解析するための枠組みとしてマイクロデキスタリティを紹介する。 本研究では,従来の操作プリミティブであるプッシュ,リオリエンテーション,グリップ,協調操作をマイクロスケールで再構成し,接触型マイクロマニピュレータから非接触型フィールド制御システム,協調型マルチエージェントプラットフォームに至るまでのアーキテクチャを比較し,タスク実行に必要な知覚と制御戦略について検討する。 実験室でのデモンストレーションと臨床的に関係のある生物学的操作のギャップを同定し,今後の翻訳における重要な課題を概説する。

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