近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院謝暉教授團(tuán)隊(duì)成功研制出仿藤蔓生長(zhǎng)的小型連續(xù)體機(jī)器人，研究成果以《用于腔內(nèi)手術(shù)的可編程塑形多功能磁導(dǎo)向連續(xù)體機(jī)器人》（Magnetic steering continuum robot for transluminal procedures with programmable shape and functionalities）為題發(fā)表在《自然通訊》（Nature Communications）上，助力提高臨床腔內(nèi)手術(shù)的安全性和精準(zhǔn)性。
被動(dòng)順應(yīng)毫米級(jí)軟連續(xù)體機(jī)器人已在腔鏡手術(shù)中廣泛應(yīng)用。然而，機(jī)器人介入過(guò)程中的被動(dòng)變形基于其與管腔之間的交互作用，存在潛在的組織壓迫或刺穿風(fēng)險(xiǎn)。此外，在復(fù)雜或開(kāi)放解剖結(jié)構(gòu)中，其導(dǎo)航和操作能力受限。由此，急需開(kāi)發(fā)能夠自主順應(yīng)環(huán)境的毫米級(jí)軟連續(xù)體機(jī)器人。
針對(duì)上述問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)成功研制出直徑為毫米級(jí)的連續(xù)體機(jī)器人，其能像藤蔓生長(zhǎng)一樣介入腔室，可避免對(duì)管腔的擠壓，極大降低了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。該機(jī)器人由兩個(gè)變剛度相變核心組件構(gòu)成，在可編程外磁場(chǎng)的精確引導(dǎo)下交替相變，可實(shí)現(xiàn)不依賴于環(huán)境的自主塑形和安全介入，在豬活體實(shí)驗(yàn)中成功完成了胃、心臟的介入手術(shù)實(shí)驗(yàn)，將為經(jīng)腔機(jī)器人手術(shù)提供新的解決途徑。
不同腔道中仿藤蔓連續(xù)體機(jī)器人介入與操作
機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為論文唯一單位。機(jī)電學(xué)院謝暉教授、孟祥和老師、張?zhí)柛苯淌跒檎撐墓餐ㄓ嵶髡?。機(jī)電學(xué)院博士生毛立陽(yáng)、楊鵬、田陳堯?yàn)檎撐墓餐谝蛔髡?。機(jī)電學(xué)院博士生沈行健、碩士生王飛皓為論文共同作者。生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)學(xué)部胡穎教授、王星文副研究員為相關(guān)研究工作提供大力支持。
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https://doi.org/10.1038/s41467-024-48058-x
