科學(xué)家設(shè)計了一種可自折疊的磁性軟體機(jī)器人

隨著微創(chuàng)手術(shù)的普及，患者的痛苦得到極大減輕，其術(shù)后恢復(fù)也更快。然而，微創(chuàng)手術(shù)器械的尺寸限制導(dǎo)致手術(shù)難度加大，特別是在狹窄、復(fù)雜的內(nèi)部環(huán)境中操作。利用軟體機(jī)器人技術(shù)可以有效地解決這個問題，特別是利用磁性驅(qū)動機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)精確的導(dǎo)航、立體成像和精細(xì)操作，已成為微創(chuàng)手術(shù)領(lǐng)域的熱門技術(shù)。由于導(dǎo)管鞘的內(nèi)徑和人體創(chuàng)口的尺寸限制，微創(chuàng)手術(shù)器械的大小和功能都受到了局限，難以進(jìn)一步優(yōu)化。近期，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種新型的自折疊軟機(jī)器人（MaSoChains），其利用自身的彈性和磁性，可以自動折疊成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并可以根據(jù)需要進(jìn)行自由組合，實(shí)現(xiàn)不同的形態(tài)和功能。研究成果發(fā)表在《Nature Communications》期刊，論文的標(biāo)題“Self-folding soft-robotic chains with reconfigurable shapes and functionalities”。

該研究團(tuán)隊(duì)提出的MaSoChains是由3D打印的軟性和剛性部分交替組成，同時裝配了釹鐵硼磁鐵。研究人員提出，在MaSoChains被推出導(dǎo)管鞘時，預(yù)先拉伸的軟性部分開始回彈，使相鄰的剛性部分靠近并形成鎖定組裝后的形狀。這種折疊機(jī)制是通過來回拉動和推動MaSoChain來逆轉(zhuǎn)并重新組裝形狀，可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)多種的內(nèi)徑自組裝結(jié)構(gòu)和功能。同時，結(jié)合柔性印刷電路板，研究人員進(jìn)一步擴(kuò)展了MaSoChain的功能，將其作為一個平臺來集成現(xiàn)有和定制的電子器件，實(shí)現(xiàn)局部的傳感、計算和執(zhí)行器的集成。

該研究提出的磁性軟體機(jī)器人可以與最先進(jìn)的磁性導(dǎo)航設(shè)備兼容，并提供許多難以通過現(xiàn)有外科手術(shù)工具實(shí)現(xiàn)的理想特征和功能，為微創(chuàng)手術(shù)器械提供了全新的發(fā)展。

注：此研究成果摘自《Nature Communications》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場，僅供參考。

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