基于异质模块化磁性单元的快速软连续导管机器人制造策略
Tieshan Zhang1,2,3, Gen Li1,2,3, Xiong Yang3,4
1The Robot and Automation Center and the Department of Biomedical Engineering, City University of Hong Kong, Kowloon, Hong Kong 999077, China.
Micromachines
|May 27, 2023
概括
研究人员开发了一种新的毫米级磁聚合物基础的模块化连续导管机器人 (MMCCR). 这种创新的机器人为复杂的生物医学环境提供了快速制造和适应性,多样化的曲.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 软连续机器人为生物医学应用提供了高度的适应性.
- 目前这些机器人的制造方法通常是缓慢而复杂的.
- 适应性机器人系统需要更简单,更快的制造策略.
研究的目的:
- 开发一个基于磁性聚合物的毫米级模块化连续导管机器人 (MMCCR).
- 为了展示MMCCRs的快速和一般的模块化制造策略.
- 展示机器人在狭窄空间中的多种曲和适应能力.
主要方法:
- 制造具有预编程磁化方向的毫米级磁性聚合物单元.
- 将模块化单元组装成带有离散磁断面的连续导管机器人.
- 应用外部磁场来诱导受控的曲和形状转换.
- 使用支气管树幻象进行变形分析和测试.
主要成果:
- 通过模块化策略成功制造和组装MMCCR.
- 证明了多种曲能力,包括单曲度和S形配置.
- MMCCRs对狭窄的空间和复杂的几何形状具有很高的适应性,这在支气管树幻影中得到了验证.
- 机器人成功地在需要大曲角度的具有挑战性的通道上航行.
结论:
- 拟议的MMCCR为连续机器人制造提供了快速和多功能解决方案.
- 模块化设计和磁性驱动使机器人变形的适应性和精确控制成为可能.
- 这项工作推动了用于各种生物医学应用的磁连续机器人的设计和开发.
