生命科学是研究生命现象，揭示生命活动规律的科学，所研究的基因编辑、基因治疗、器官克隆等技术是新医学发展的基础理论和核心技术，在人类延寿、遗传病治疗、器官移植等方面具有广阔的应用前景。然而，目前细胞工程中的显微注射操作系统主要借助手动和半自动化细胞操作仪，试验成功率严重依赖操作者熟练程度。因此，研究高精度操作的显微操作器人，可以使科研人员摆脱复杂而耗时的细胞操作培训，减少人为因素对试验结果的影响，实现人工难以完成的皮升级定量分析，为生命科学实验提供新的研究工具，对细胞注射的均一化操作和基因编辑量化试验分析具有重要意义。

本课题将针对细胞注射操作过程中的微量注射、自主调整与抓取、低损穿刺、协同操作等问题，以细胞显微注射操作机器人关键技术为研究主题，深入探讨皮升级微液生成机理，研究多自由度的细胞自主调整与抓取方法，以及压电驱动型细胞穿刺针的振动抑制方法，最后对显微操作与注射机器人系统进行集成。本项目在机构设计、数学建模、驱动控制、系统集成等方面有其特殊性和必要性，涉及精密工程、流体力学的基础科学问题。可以预见，皮升级细胞显微操作与注射机器人关键技术的研究，是对显微操作机器人应用外延的一次有力尝试；是液固耦合环境下精密机械驱动与传动技术的进一步拓展；为面向细胞工程的显微操作机器人系统关键技术和工程瓶颈问题的解决提供基础理论支撑。