随着集成电路特征尺寸进入量子效应显著范围,集成芯片技术的发展已经来到了后摩尔时代,芯片的功耗瓶颈使得尺寸缩小难以维持既有的比例。碳纳米管（Carbon Nanotube,CNT）是可能性极高的替代硅的材料之一,北京大学、英特尔公司和IBM公司等早已开始对CNT本身的性能以及使用CNT制造微纳器件进行深入研究。CNT的直径通常为几个纳米,传统的设备与技术对单根CNT的性能测量不是很适用。借助扫描电子显微镜并在其中搭建纳米操作机器人,能够在纳米尺度下使用机器人操作技术对CNT进行多种精准处理。本文针对纳米操作机器人自动拾取CNT的问题,提出了学习纳米操作机器人CNT拾取元任务中运动技能实现自动拾取CNT的方法。基于纳米操作机器人元任务划分准则,建立纳米操作机器人CNT拾取的元任务运动模型,设计了纳米操作机器人元任务的调用策略,实施调用多个元任务进行自动拾取CNT实验,验证了纳米操作机器人通过元任务学习人类操作技能并复现方法的可行性,成功拾取长5微米的单根CNT,为纳米操作机器人自动执行其它微纳操作任务奠定了基础。本论文的主要研究内容如下:（1）针对建立纳米操作机器人元任务划分关键点的问题,本文开展了多次人工示教实验,分析纳米操作机器人与操作对象的关系,建立了元任务的划分准则。通过图像处理技术获得纳米操作机器人的平面运动轨迹和清晰度变化情况,实施两步划分步骤,将完整的人类操纵的任务演示划分为多个简单的元任务,并成功应用到CNT拾取任务。（2）针对纳米操作机器人学习人类示教中运动技能的问题,本文研究了不同演示划分出来的同一个元任务的区别,并基于元任务的轨迹特征,提出了针对每一种元任务运动技能的学习的方法。根据元任务轨迹之间的区别,归类了元任务的多种运动轨迹。制定了优化元任务每一类轨迹的优化过程,可生成最优的元任务示教轨迹,并使用动态运动基元学习轨迹。测试结果表明,动态运动基元能够复现元任务的演示轨迹。（3）针对纳米操作机器人的多个元任务的调用问题,分析了 CNT拾取任务完整的操作过程,建立了正常情况下拾取任务中各个元任务的多种组合顺序,建立了纳米操作机器人CNT拾取任务的有限状态机模型。由于微观环境下,纳米操作机器人在运动过程中,可能会碰到一些操作上的错误,开展多次CNT拾取实验,分析了可能会发生的错误,并将这些错误进行分类,针对那些能够修正的错误,增加修正元任务,添入纳米操作机器人碳纳米管拾取的有限状态机模型。（4）开展多次自动拾取CNT实验。应用前面的方法划分获得拾取任务的多个元任务并进行相应的优化和学习,搭建自动拾取CNT的实验平台,研究纳米操作机器人驱动与控制方法,从纳米操作机器人复现单个元任务实验出发,进行多个元任务自动拾取CNT实验。实验结果表明,成功自动拾取了长4.8微米的单根CNT,验证了纳米操作机器人通过元任务学习人类操作中的运动技能并复现是可行的,为之后实现纳米操作机器人自动执行其它纳米操作任务奠定了基础。