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无需组装研究人员可以自动化微机器人设计

2021-08-18 来源:九江机械信息网

无需组装:研究人员可以自动化微机器人设计

组装微型机器人时,通常需要使用一对尖嘴镊子,一台显微镜,稳定的手和至少八个小时的时间。但是现在,多伦多大学工程学院的研究人员已经开发出一种方法,该方法只需要3D打印机和20分钟即可。

在埃里克·迪勒(Eric Diller)教授的实验室中,研究人员制造出了磁化的微型机器人(即大头针的大小),它可以穿过充满流体的人体血管和器官中国机械网okmao.com。迪勒和他的团队使用磁场无线控制这些微型机器人的运动。

每个微型机器人都是通过将磁性针的微观部分精确地排列在平坦的柔性材料上而构建的。部署后,研究人员将施加磁场以诱使微型机器人以蠕虫状运动通过流体通道,或关闭其微小的机械“钳口”以获取组织样本。

“这些机器人制造起来非常困难,而且劳动强度大,因为过程需要精确,”研究生Tiantian Xu说。“而且由于需要手动组装,因此使这些机器人更小更困难,这是我们研究的主要目标。”

因此,Xu和他的同事们开发了一种自动化方法,可以大大减少设计和开发时间,并扩展了他们可以制造的微型机器人的类型。他们的发现发表在《科学机器人》上。

具有抓爪,载货功能的微型机器人。未来的医疗应用需要更小,更复杂的微型机器人,例如靶向药物输送,辅助受精或活检。

迪勒说:“如果我们在泌尿道或大脑液腔内取样,我们可以预见到一种优化的技术将有助于缩小手术机器人的工具。”

为了展示其新技术的功能,研究人员设计了20多种不同的机器人形状,然后将其编程到3-D打印机中。然后,打印机将构建并固化设计,在过程中对磁性图案化的粒子进行定向。

迪勒说:“以前,我们会先准备一种形状并手动设计它,然后花几周的时间来计划它,然后再制造它。这只是一种形状。”

“然后,当我们构建它时,我们不可避免地会发现特定的怪癖,例如,我们可能必须对其进行调整以使其更大或更薄才能使其起作用。”

“现在我们可以对形状进行编程,然后单击打印了。” Xu补充说。“我们可以轻松地对其进行迭代,设计和完善。我们现在有能力真正探索新的设计。”

研究人员的优化方法为开发比当前毫米大小甚至更小,更复杂的微型机器人打开了大门。迪勒说:“我们认为,有一天我们可以缩小10倍,这是有希望的。”

Diller的实验室计划使用自动化过程来探索形状更复杂的微型机器人。“作为一个机器人研究社区,有必要探索这种微型医疗机器人的空间,” Diller补充道。“能够优化设计是该领域需求的真正关键方面。”

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