为生物混合机器人3D打印高效生物仿真肌连接结构
Wenze Wu1, Shuaikang Tong1, Liuhe Li1
1State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering, School of Mechanical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China; National Medical Products Administration (NMPA) Key Laboratory for Research and Evaluation of Additive Manufacturing Medical Devices, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China.
Acta biomaterialia
|September 28, 2025
概括
研究人员为生物混合机器人开发了一种新的弹性连接,灵感来自公牛青肌. 这种3D打印结构显著提高了机器人的速度和性能,为先进的微机器人铺平了道路.
科学领域:
- 生物混合机器人机器人技术
- 组织工程是组织工程.
- 微型机器人技术就是微型机器人.
背景情况:
- 使用活细胞/组织的生物混合机器人为生物医学和环境应用提供了潜力.
- 现有的生物混合机器人由于生物和机械元件之间的机械连接较弱,因此受限于运动性能.
研究的目的:
- 为生物混合机器人设计和制造改进的弹性连接结构.
- 为了提高生物混合机器人的运动性能和适用性.
主要方法:
- 灵感来自自然的牛青肌结构,设计了一种绕的纤维形态弹性连接.
- 连接结构是使用3D打印技术制造的.
- 构建并测试了结合弹性连接的生物混合机器人.
主要成果:
- 弹性连接结构显示储能密度为9.367 × 10−6 mJ·mm−3 和弹性反弹释放速度为4.695 mm·s−1.
- 配备弹性结构的生物混合机器人实现了192.35μm·s-1的运动速度.
- 与没有弹性结构的机器人相比,具有弹性结构的机器人表现出大约122%的性能改善.
结论:
- 新型肌灵感的弹性连接结构有效地克服了生物混合机器人机械传输的局限性.
- 这一进步显著提高了生物混合机器人的速度和整体性能.
- 这项研究为设计更快的微机器人和推进组织工程提供了潜在的突破.
