多模态磁连续体机器人
磁控柔性变形
通过三段不同磁化方向磁体与亲水涂层，实现全段可控弯曲，可在复杂血管中灵活导航。
Siyi, Wei · Zhiwei, Wu · 张金会
IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 2025
参数信息
- 偏转角度
- >20 °
- 工作空间（X轴）
- 235.5 mm
- 工作空间（Y轴）
- 271.65 mm
- 工作空间（Z轴）
- 249.05 mm
- 涂层厚度
- 25.15–88.56 µm
- 水接触角（未涂层）
- 102.526 °
技术优势
全段可控弯曲
三块不同磁化方向的磁体用磁性聚合物连接，使可磁控部分从单个磁节点扩展到整段机器人，从而实现复杂形状。
亲水润滑涂层
聚乙烯吡咯烷酮涂层将水接触角从102.526°降至84.096°，降低表面摩擦，便于在血管内推进。
优化设计算法
基于梯度下降的优化算法用于设计磁体排列，提高了操控成功率并缩短操控时间。
应用场景
- 血管内介入机器人：在复杂血管中灵活导航，提高手术操控成功率并缩短时间。
- 柔性手术器械：通过磁控柔性变形适应弯曲路径，减少对血管壁的损伤。
- 磁控微型机器人：多模态磁控实现全段可控弯曲，可用于远程磁驱动。
- 微创手术工具：亲水涂层降低摩擦，便于经导管递送，减少创伤。