磁控柔性连续体机器人

三种变形模式

一种用于血管介入的微型软体机器人，在磁场驱动下可实现C、J、S三种形状变形，灵活通过血管分叉。

Zili, Wang · 翁鼎 · Zhaoxin, Li · 陈磊 · 麻远 · 汪家道

Actuators 2023

技术优势

三种变形模式

通过改变磁场配置，同一机器人可在C形、J形和S形之间切换，适应不同血管分叉的走向。

无需内置执行器

软体部分仅由硅胶和NdFeB粉末制成，结构被动，完全由外部磁场驱动，便于小型化和进入狭窄血管。

变形可预测

建立了基于势能的准静态变形模型，仿真和实验验证了模型精度，可用于设计和控制。

应用场景

• 血管介入手术：通过微小血管分叉时，用C/J/S变形绕过拐角，减少对血管壁的损伤。
• 微创手术机器人：机器人本体被动、体积小，可集成到现有微创手术系统，降低器械直径。
• 软体微型机器人：软体结构由硅胶和磁粉制成，外部磁场即可控制，适合小型化设计。
• 导管导航：利用不同磁场模式驱动三种变形，使导管在分叉处主动转向，无须机械牵引。