设计和评估一种基于笔的机械执行器,用于以黄蜂为灵感的针
Jette Bloemberg1, Mario van der Wel2, Aimée Sakes1
1Bio-Inspired Technology (BITE) Group, Department of BioMechanical Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands.
PloS one
|July 1, 2025
概括
这项研究引入了一种以黄蜂为灵感的自动运动针系统,以防止在深层组织干预期间曲. 灵感来自机械笔的新型驱动系统,可实现精确的针头推进,提高准准确度.
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
- 最少侵入性的手术
背景情况:
- 穿皮干预需要长,薄的针来进入深层组织.
- 插入时针曲导致轨迹控制问题和目标准确度降低.
- 大自然提供了一个模型:寄生虫黄蜂使用自行运动的卵巢来避免曲.
研究的目的:
- 为了开发一个静止的驱动系统,以黄蜂为灵感的自动运动针.
- 为了克服深层组织干预的针曲挑战.
- 为了提高准准确度和皮肤穿刺手术期间的控制.
主要方法:
- 设计了一种模仿机械笔领先机制的新型执行系统.
- 从7个0.3毫米不钢棒制造了一个自动驾驶针.
- 在空气和凝基组织幽灵中测试了系统的功能和运动效率.
主要成果:
- 执行系统成功地在逐步推进中推进了针段.
- 实现了高的平均运动效率:98%在空气中,68%在5%的凝中,57%在10%的凝中.
- 证明了系统在理论上具有无限插入长度的能力.
结论:
- 开发的执行系统有效地实现了自动推进的针推进.
- 这种以黄蜂为灵感的针设计为精确的深层组织准提供了有前途的解决方案.
- 这种基于机械笔的原型代表了可转向针技术的重大进步.
