近日，中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院深圳先進(jìn)集成技術(shù)研究所智能仿生中心尚萬峰課題組，與香港科技大學(xué)智能制造中心合作，在微型機(jī)器人領(lǐng)域取得了新進(jìn)展。面對血管等流體環(huán)境下微型醫(yī)療機(jī)器人逆流游動難、控制力不足等挑戰(zhàn)，該團(tuán)隊(duì)提出了無束縛微型機(jī)器人獨(dú)特軟膜膠囊結(jié)構(gòu)及其掛壁旋進(jìn)的控制策略，為微型磁性機(jī)器人在實(shí)際血管中的應(yīng)用提供了新的研究思路和解決方案。相關(guān)研究成果以An On-Wall-Rotating Strategy for Effective Upstream Motion of Untethered Millirobot: Principle, Design, and Demonstration為題，發(fā)表在《IEEE機(jī)器人匯刊》（IEEE Transactions on Robotics）上。 ]38<ly7  
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近年來，為了實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)治療心血管疾�。–VD）的目標(biāo)，科學(xué)家提出了較多用于血管的磁性無束縛機(jī)器人。而由于血液流動性，血管中無繩系且無束縛微型機(jī)器人承受著較大阻力，較難在自由狀態(tài)下保持靜止，更難以實(shí)現(xiàn)逆流而上的定點(diǎn)給藥控制。為了降低無線機(jī)器人在血管中所受流體阻力，該團(tuán)隊(duì)提出了流線型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和更易于臨床應(yīng)用的貼壁運(yùn)動策略。如圖1所示，該研究結(jié)合橢圓弧線和拋物線的設(shè)計(jì)，使機(jī)器人相較于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)所受流體阻力減少了約58.5%。貼壁的運(yùn)動模式使得機(jī)器人可在流體阻力較低的管壁處前進(jìn)，相較于管中央前進(jìn)的經(jīng)典方式，流體阻力進(jìn)一步減少約30.7%。   <[B[  
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旋轉(zhuǎn)勻強(qiáng)磁場驅(qū)動模式受到截止頻率限制，無法提供充足的動力實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的高速逆流運(yùn)動，因而限制了此類磁驅(qū)機(jī)器人在臨床中的進(jìn)一步應(yīng)用。建立貼壁旋轉(zhuǎn)磁驅(qū)策略，通過旋勻速旋轉(zhuǎn)梯度磁場在流線機(jī)器人表面產(chǎn)生的高效磁旋推“拖拽”力克服流體阻力，使機(jī)器人在運(yùn)動過程中受到均勻的動摩擦力，從而可控制無線機(jī)器人在管中勻速前進(jìn)，解決了由于傳統(tǒng)梯度磁場驅(qū)動機(jī)器人時(shí)靜摩擦力不斷變化的擾動，而使機(jī)器人運(yùn)動卡頓、不穩(wěn)定等問題，達(dá)到約143mm/s的相對逆流速度。為了探究新方法的臨床潛力，科研人員在豬血管中進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動能力的測試。該研究將一段130mm的豬腹主動脈與蠕動泵連接，模擬2700mm3/s的血流環(huán)境（圖2）。機(jī)器人成功在26s內(nèi)通過上述血管，驗(yàn)證了機(jī)器人在真實(shí)血管中的逆流運(yùn)動能力，使血管內(nèi)無線機(jī)器人的臨床應(yīng)用成為可能。  sz2
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