组装用于需要一对针刺镊子,显微镜,稳定的手和至少八小时的微吸管。但现在多伦多大学工程研究人员开发了一种只需要3D打印机的方法和20分钟。
在Eric Diller教授的实验室中,研究人员创造了磁化微机器 - 销的头部的尺寸 - 可以穿过人体内的流体填充的血管和器官。迪尔和他的团队使用磁场无线控制这些微型微米的运动。
通过精确地布置在平坦的柔性材料顶上精确地布置磁针的显微镜部分来构建每个微管状。一旦部署,研究人员将应用磁场以引起微机器以通过流体通道与蠕虫样运动一起行进,或者关闭其微小的机械'钳口'以取出组织样品。
“这些机器人是非常困难和劳动密集型的制造,因为该过程需要精确度,”天琪徐研究生说。“还因为需要手动组装,更难以使这些机器人更小,这是我们研究的主要目标。”
这就是为什么徐和他的标签制定了一种自动化方法,可显着降低设计和开发时间,并扩大他们可以制造的微型摩托车的类型。他们今天发表了他们的研究结果科学机器人。
未来的医疗应用需要更小,更复杂的微生物,例如有针对性的药物递送,辅助施肥或活组织检查。
“如果我们在泌尿道或大脑的流体腔内采样样品 - 我们设想优化的技术在缩放手术机器人工具中是有乐器,”迪尔说。
为了展示其新技术的能力,研究人员设计了20多种不同的机器人形状,然后被编程到3D打印机中。然后打印机构建并固化设计,将磁性图案化颗粒定向为该过程的一部分。
顶视图具有不同磁化型材的三臂软磁结构的图像。信用:徐等人。,sci。机器人。4,eaav4494(2019)
“以前,我们会准备一个形状并手动设计它,在我们可以制作它之前花时间花周计划。这只是一种形状,“迪尔说。“然后,当我们建立它时,我们不可避免地发现特定的怪癖 - 例如,我们可能必须调整它是一个更大或更薄的,以使其工作。”
“现在我们可以编程形状并单击打印,”添加Xu。“我们可以轻松迭代,设计和改进它。我们有权真正探索新设计。“
研究人员的优化方法打开门,用于开发比当前毫米尺寸更小更复杂的微机器。“我们认为有希望我们有一天能走10倍,”迪尔说。
Diller的实验室计划使用自动化过程来探索更复杂和复杂的微机器的形状。“作为一种机器人研究界,需要探索这个微小的医疗机器人的空间,”加入迪尔。“能够优化设计是现场需求的一个非常关键的方面。”
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