Shen Yajing 교수(왼쪽 두 번째)가 이끄는 연구팀은 중재적 치료를 위한 광섬유 기반 서브밀리미터 연속체 로봇을 설계했습니다. 이 로봇은 Zhang Tieshan 박사(오른쪽 두 번째)가 들고 있는 것과 같은 작은 튜브처럼 보입니다. 사진. Yang Xiong 박사(왼쪽 첫 번째)와 Zhao Haoxiang(오른쪽 첫 번째)가 들고 있는 장치는 각각 로봇 팔과 자기장을 제어하는 역할을 합니다. | 출처: HKURST
홍콩과기대(HKUST) 공과대학 연구원들은 이번 주 소형 다기능 생체의학 로봇을 개발하는데 성공했다고 밝혔다. 조직에서는 프로파일이 0.95mm에 불과한 이 로봇이 시중에서 판매되는 일반적인 모델보다 60% 더 작다고 주장했습니다.
“소형 연속체 로봇은 중재적 진단 및 치료에 대한 가능성을 가지고 있지만 기존 모델은 종종 소형화, 정확한 탐색 및 시각화된 기능적 치료를 하나로 해결하는 데 어려움을 겪고 있습니다”라고 전자 및 컴퓨터 공학과 부교수인 Shen Yajing은 말했습니다. ECE) HKUST에서.
“우리 연구는 신체의 접근하기 어려운 부위의 조기 진단과 치료 목표를 달성하는 것을 목표로 하는 수술 로봇을 개발하는 데 중요한 솔루션을 제공합니다.”라고 그는 덧붙였습니다. “지속적인 기술 발전을 통해 우리는 섬유 로봇이 가까운 미래에 인류 건강에 더 큰 기여를 할 것이라고 믿습니다.”
그만큼 대학교 팀은 로봇이 이미징, 고정밀 모션 및 샘플링, 약물 전달 및 레이저 절제와 같은 다기능 작업이 가능하다고 말했습니다. 또한 경쟁력 있는 이미징 성능과 장애물 감지 기능을 제공합니다. 이를 통해 로봇은 폐 말단 기관지 및 난관과 같이 인체의 좁고 까다로운 채널에서 응용 분야를 찾을 수 있습니다.
또한 이 시스템은 경쟁력 있는 이미징 성능을 제공하고 장애물 감지 거리를 이론적 한계보다 10배 향상된 최대 약 9.4mm까지 확장합니다. 또한 30μm 미만의 모션 정밀도를 달성하고 이미징 영역을 기본 뷰의 약 25배 넓힙니다.
4개의 구성요소로 작은 로봇이 가능해진다
Yajing 교수와 그의 팀은 네 가지 주요 구성 요소가 로봇의 작은 디자인을 가능하게 한다고 말했습니다. 여기에는 신체 내부의 이미지를 캡처하기 위한 광섬유 어레이, 필요한 곳에 정확하게 치료를 제공하기 위한 맞춤형 도구, 섬유와 도구를 제자리에 고정하기 위한 속이 빈 뼈대, 로봇의 움직임을 정밀하게 제어할 수 있는 기능화된 피부가 포함됩니다.
팀은 마이크로스케일 3D 프린터를 사용하여 속이 빈 뼈대를 만들었습니다. 연구진은 자기 스프레이 기술을 통해 기능화된 피부를 제작했는데, 이는 로봇을 작게 유지하고 수술 중에 쉽게 활공할 수 있도록 돕습니다. 또한 마찰을 줄이는 젤 같은 외부 레이어가 특징입니다.
HKUST 연구원들은 시험관 내 기관지 모델과 생체 외 돼지 폐로 로봇을 테스트했다고 말했습니다. 테스트 동안 로봇은 좁은 공간에서도 원활한 탐색을 보여주었으며, 선명한 이미지를 캡처하고 어려운 영역에서 치료를 성공적으로 수행했습니다.
빠른 회복과 낮은 감염 위험을 가능하게 하면서 좁은 구멍을 탐색할 수 있는 능력 덕분에 소형 연속체 로봇이 치료 여러 가지 질병 중 하나라고 과학자들은 말했습니다. 여기에는 스텐트 및 전기 생리학 카테터 배치를 통한 심장 질환, 단일 구멍 복강경 검사를 사용한 위궤양 및 십이지장 궤양의 천공 치료 등이 포함됩니다. 애플리케이션.
HKUST는 더 많은 설정을 위해 추가 개선을 계획하고 있습니다.
이번 성공적인 발명을 바탕으로 연구팀은 로봇의 기능을 실제 환경에 맞게 더욱 개선할 계획이라고 밝혔습니다.
HKUST의 박사후 연구원인 Zhang Tieshan 박사는 “우리는 중재 수술 중 안전성과 신뢰성을 우선시하면서 섬유경 로봇의 설계와 제어를 더욱 최적화하는 것을 목표로 하고 있습니다.”라고 말했습니다. “우리는 임상 시나리오에서 성능을 입증하기 위해 생체 내 시험을 실시할 수 있기를 기대합니다.”
Tieshan은 Li Gen 박사와 함께 이 연구의 공동 제1저자 2명 중 한 명입니다. HKUST의 다른 공동 저자로는 연구 조교수 Yang Xiong 박사와 Ph.D. 역시 ECE학과의 Zhao Haoxiang 학생입니다.
게시물 HKUST 연구원, 소형 다기능 생체의학 로봇 개발 처음 등장한 로봇 보고서.