Geen producten (0)

Mini zorgrobot voor toedienen medicatie

Mini zorgrobot voor toedienen medicatie

Een nieuwe kleine, zachte robot met zachte rupsachtige poten die zich aanpast aan ongunstige omgevingen en zware belasting kan dragen, werd onlangs ontwikkeld.
Krediet: City University of Hong Kong

Een nieuwe kleine, zachte robot met rupsachtige poten die zware ladingen kan dragen en aanpasbaar is aan ongunstige omgevingen, is ontwikkeld op basis van een onderzoek onder leiding van City University of Hong Kong (CityU). Deze mini-bezorgrobot kan de weg effenen voor de vooruitgang van de medische technologie, zoals de toediening van medicijnen in het menselijk lichaam.

Over de hele wereld is er onderzoek gedaan naar het ontwikkelen van zachte milli-robots. Maar het nieuwe ontwerp van de CityU met meerpoten vermindert de wrijving aanzienlijk, zodat de robot efficiënt kan bewegen binnen oppervlakken in het lichaam die zijn bekleed met, of volledig zijn ondergedompeld in, lichaamsvloeistoffen zoals bloed of slijm.

De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het nieuwste nummer van het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications, getiteld "Een bio-geïnspireerde meervoudig gekapte zachte Millirobot die functioneert in zowel droge als natte omstandigheden."

Bio-geïnspireerd robotontwerp

Wat deze milli-robot onderscheidt, zijn de honderden, minder dan 1 mm lange, puntige poten die eruit zien als kort, klein haar. Dit unieke ontwerp was geen willekeurige keuze. Het onderzoeksteam heeft de beenstructuren van honderden gronddieren bestudeerd, inclusief die met 2, 4, 8 of meer poten, in het bijzonder de verhouding tussen de beenlengte en de opening tussen de benen. En vanaf daar hebben ze hun inspiratie.

"De meeste dieren hebben een been-tot-been-gap verhouding van 2: 1 tot 1: 1. Daarom hebben we besloten om onze robot te maken met een verhouding van 1: 1," legt dr. Shen Yajing, universitair docent bij de afdeling biomedische engineering van CityU ( BME), die het onderzoek leidde.

De dikte van het lichaam van de robot is ongeveer 0,15 mm, waarbij elke conische poot van 0,65 mm lang is en de opening tussen de benen ongeveer 0,6 mm is, waardoor de been-lengte-tot-gap verhouding ongeveer 1: 1 is. Bovendien hebben de puntige poten van de robot hun contactoppervlak en daarmee de wrijving met het oppervlak sterk verminderd. Laboratoriumtests lieten zien dat de multi-legged robot 40 keer minder wrijving heeft dan een robot zonder ledematen in zowel natte als droge omgeving.

Afgezien van het meerpootontwerp, zijn de materialen ook van belang. De robot is vervaardigd met een siliciummateriaal genaamd polydimethylsiloxaan (PDMS) ingebed met magnetische deeltjes, waardoor het op afstand kan worden bestuurd door middel van elektromagnetische kracht. "Zowel de materialen als het mutli-been ontwerp verbeteren de hydrofobe eigenschap van de robot enorm, bovendien is het rubberachtige stuk zacht en kan gemakkelijk worden gesneden om robots van verschillende vormen en afmetingen voor verschillende toepassingen te vormen," zegt professor Wang Zuankai van de afdeling van CityU. Mechanical Engineering (MNE) die dit onderzoeksidee opvatte en de samenwerking tussen de onderzoekers op gang bracht.

Beweeg je op je gemak in een ruige omgeving

Gecontroleerd door een magnetische manipulator die wordt gebruikt in experimenten, kan de robot zowel in een voortstuwingspatroon met flap als in een omgekeerd slingerpatroon bewegen, wat betekent dat het zijn voorpoten kan gebruiken om naar voren te klappen evenals het lichaam te slingeren door op de linker en rechter voet te staan afwisselend om respectievelijk vooruit te gaan.

"Het robuuste oppervlak en de veranderende textuur van verschillende weefsels in het menselijk lichaam maken transport een uitdaging." Onze multi-legged robot toont indrukwekkende prestaties op verschillende terreinen en biedt daardoor brede open toepassingen voor toediening van medicijnen in het lichaam ", zegt professor Wang.

Het onderzoeksteam heeft verder bewezen dat de robot, met zijn tien keer hogere obstakel dan zijn beenlengte, in staat is om met zijn vervormbare zachte benen een uiteinde van zijn lichaam op te tillen tot een hoek van maximaal 90 graden en de obstakel gemakkelijk. En de robot kan zijn snelheid verhogen door de toegepaste elektromagnetische frequentie te verhogen.

De robot vertoont ook een opmerkelijk laadvermogen. Laboratoriumtests lieten zien dat de robot in staat was om een ‚Äč‚Äčlading te dragen die 100 keer zwaarder was dan hijzelf, een kracht vergelijkbaar met een mier, een van de sterkste Hercules in de natuur, of een mens die een 26-persoons mini-bus gemakkelijk kan optillen.

Het verbazingwekkend sterke draagvermogen, de efficiënte voortbeweging en het goede vermogen om obstakels over te steken, maken deze milli-robot uitermate geschikt voor toepassingen in een ruwe omgeving, zoals het afleveren van een medicijn op een aangewezen plek via het spijsverteringsstelsel of het uitvoeren van medische inspecties, "voegt Dr. Shen.

Alvorens verdere testen uit te voeren bij dieren en uiteindelijk bij mensen, zijn de onderzoeksteams bezig met het verder ontwikkelen en verfijnen van hun onderzoek in drie aspecten, namelijk het vinden van een biologisch afbreekbaar materiaal, het bestuderen van nieuwe vormen en het toevoegen van extra functies.

"We hopen in de komende twee tot drie jaar een biologisch afbreekbare robot te maken, zodat deze op natuurlijke wijze uiteenvalt na de afleveringsmissie van het medicijn", zegt dr. Shen.

De co-eerste auteurs van het artikel zijn Lu Haojian van BME Department en Dr Zhang Mei van MNE Department of CityU. De andere co-auteurs zijn Yang Yuanyuan van BME Department of CityU, en professor Huang Qiang en professor Toshio

0 Reacties

Er is nog niet gereageerd

Reageer

Annuleren
Twitter Googleplus Facebook

Wij maken gebruik van cookies om onze website te verbeteren, om het verkeer op de website te analyseren, om de website naar behoren te laten werken en voor de koppeling met social media. Door op Ja te klikken, geef je toestemming voor het plaatsen van alle cookies zoals omschreven in onze privacy- en cookieverklaring.