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連續(xù)體機(jī)器人靈巧通過(guò)各種狹窄通道
Advanced Intelligent Systems封面刊載
微創(chuàng)手術(shù)中用到的手術(shù)導(dǎo)管機(jī)器人可以幫助醫(yī)生對(duì)病人狹小腔道內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確微創(chuàng)干預(yù)治療。然而，傳統(tǒng)的手術(shù)軟鏡導(dǎo)管由于機(jī)械拉線驅(qū)動(dòng)方式的限制，很難在進(jìn)一步縮小整體尺寸的同時(shí)保證其可控性，因此限制了機(jī)器人在人體內(nèi)的應(yīng)用范圍。微型化和智能化是手術(shù)導(dǎo)管機(jī)器人發(fā)展的趨勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)。
為此，沈陽(yáng)自動(dòng)化所微納米自動(dòng)化課題組科研團(tuán)隊(duì)面向人體狹窄腔道內(nèi)患病組織的精準(zhǔn)治療，結(jié)合微納米技術(shù)，研發(fā)了一種磁控連續(xù)體微型機(jī)器人。機(jī)器人及人工智能領(lǐng)域知名期刊《先進(jìn)智能系統(tǒng)》（Advanced Intelligent Systems）（2021年第3卷第10期）以封面文章形式刊登了這項(xiàng)成果。
該連續(xù)體機(jī)器人采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）材料制備，在外磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)控制下可以實(shí)現(xiàn)在管道內(nèi)的靈活彎轉(zhuǎn)和穿行等動(dòng)作。以腎內(nèi)逆行手術(shù)為場(chǎng)景，科研團(tuán)隊(duì)論證了這款機(jī)器人在狹窄通道內(nèi)的靈巧運(yùn)動(dòng)性能和控制能力。較此前采用機(jī)械拉線的驅(qū)動(dòng)模式，這款外磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的連續(xù)體機(jī)器人具有更加簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和靈活的運(yùn)動(dòng)性能，同時(shí)機(jī)器人的直徑進(jìn)一步縮小到了僅有2毫米甚至可達(dá)到0.4毫米，達(dá)到此前最小機(jī)器人直徑的七分之一，使其可面向人體更狹小腔道內(nèi)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行靈活可控的微創(chuàng)治療，比如應(yīng)用與腦神經(jīng)外科、眼內(nèi)手術(shù)或血管內(nèi)手術(shù)等。
面向人民生命健康，該研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于微納米機(jī)器人方面的研究，從毫米級(jí)、微米級(jí)到納米級(jí)機(jī)器人開(kāi)展了一系列研究，并與醫(yī)療手術(shù)應(yīng)用緊密結(jié)合，針對(duì)臨床應(yīng)用中遇到的困難開(kāi)展原始技術(shù)攻關(guān)。磁控連續(xù)體微型機(jī)器人的研發(fā)工作為面向臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，將有望顯著提升微創(chuàng)手術(shù)的智能化程度。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)