Infrared-regulated micro device for soft continuum robots
Infrared-regulated micro device for soft continuum robots
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用于软连续体机器人的红外调节微型器件
DOI：
10.1016/j.sna.2022.114103
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发表时间：
2022-12
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Guangli Liu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Runhuai Yang;Anqi Miao;Qianqian Tang;Yangyang Zhang;Miao Jin;Chen Gao;Jialong Chen;Fuzhou Niu;Tingting Luo;Guangli Liu
开发具有不同刚度的小型柔性装置具有安全、人机顺应性好、动作复杂等优点。然而，由于受尺寸、力、刚度和驱动的限制，软连续介质器件在复杂、弯曲和狭窄的环境中的使用仍然是一个挑战。在这项研究中，我们提出了一种适用于柔性连续体机器人的微型装置，它具有可变的弹性系数，尺寸为亚毫米，适合在狭窄和脆弱的环境中进行运动和操作。利用红外热效应和相变温度，制备了形状记忆合金和低熔点聚合物作为器件元件。在红外线调节装置的可变弹性模数的同时，其工作模式可切换为：(1)低弹性模数的被动柔顺运动模式，安全无创；(2)高弹性模数、可注射性和药物输送的操作模式。该装置的红外调节可变模数段实现了机器人的可变弹性模数，而末端执行器由低熔点材料组成的电纺结构覆盖，在移动模式下与组织进行安全交互，在操作模式下进行注射。提出的方法允许集成智能生物医学材料，以实现生物医学软机器人的无线红外调节、亚毫米级和可变模数结构。
The development of small and flexible devices with various stiffness has the advantages of safe human-machine compliance and complex actuation. However, due to the limitations of the size, force, stiffness and actuation, the use of soft continuum device in complex, curved, and narrow environments remains a challenge. In this study, we propose a micro device for soft continuum robots with variable elastic modulus, submillimeter size and suitability for movement and manipulation in narrow and fragile environment. By exploiting the infrared-thermo effect and the temperature of phase transition, shape memory alloys and low melting point polymers are fabricated as the component of the device. While the device’s variable elastic modulus regulated by infrared, its working mode can be switched: (1) passive compliant moving mode with low elastic modulus, which is safe and noninvasive; and (2) operation mode with high elastic modulus, injectability, and drug delivery. The infrared-regulated variable-modulus segment of the device realizes variable elastic modulus for robots, whereas the end-effector covered by an electrospun structure consisted by low melting point material undertakes a safe interaction with tissue in the moving mode and the injection in the operation mode. The proposed method allows for the integration of smart biomedical materials toward the realization of wireless infrared-regulated, submillimeter-scale and variable-modulus structures for biomedical soft robots.
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影响因子：
25
作者：
Wang, Ben;Chan, Kai Fung;Zhang, Li
通讯作者：
Zhang, Li
影响因子：
8.4
作者：
Ge F;Zhao Y
通讯作者：
Zhao Y
通过混合驱动实现大角度和高精度操纵的毫米级软连续体机器人。
DOI：
10.1002/aisy.202000189
发表时间：
2021-03
期刊：
Advanced intelligent systems (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
影响因子：
--
作者：
Zhang T;Yang L;Yang X;Tan R;Lu H;Shen Y
通讯作者：
Shen Y
影响因子：
7.9
作者：
Liu, Xiaomin;Zhao, Yunwei;Cao, Changyong
通讯作者：
Cao, Changyong
影响因子：
7.4
作者：
Ying Yang;Yanxiao Wu;Cheng Li;Xiaoming Yang;Wei Chen
通讯作者：
Ying Yang;Yanxiao Wu;Cheng Li;Xiaoming Yang;Wei Chen