铁磁流体微机器人

软组织力学测量

流体顺应性与软组织形成软-软接触，降低刚性探针引入的测量伪影。

Ploeg, Heidi-Lynn · Ameri, Shideh Kabiri · Lai, Yongjun · 刘娜 · Wang, Xian

Microsystems and Nanoengineering 2026

参数信息

工作空间

9-80 mm

粘度测量范围

0.8-83 mPa·s

弹性模量测量范围

0.4-142 kPa

生物组织测量偏差

1.6 %

技术优势

软-软接触

铁磁流体的流体状顺应性避免了刚性探针与组织的刚度失配，从而减小测量伪影。

宽工作空间

可调磁场产生 9–80 mm 的工作空间，支持大梯度导航和均匀场变形两种操作模式。

多尺度测量

方法在蔗糖溶液（0.8-83 mPa·s）和琼脂凝胶（0.4-142 kPa）中验证，与标准方法误差低于10%，覆盖范围宽。

应用场景

• 生物力学测量：取代刚性探针，降低软组织测量伪影。
• 微创手术机器人：以 1 mm 液滴实现微创探针，避免机械损伤。
• 组织力学表征：提供宽范围粘弹性数据，与标准方法一致。
• 微流控力学传感：利用磁场驱动液滴，实现芯片内力学测量。