Name: Narin Doku Manipülasyon için Özelleştirilebilir Yumuşak Robotik Pnömatik Tutucu Cihazlar Rod tabanlı Fabrikasyon (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 49 s
Description: Keşfedin çubuk tabanlı yumuşak robotik pnömatik tutucu üretimini. 3D baskı ve yumuşak litografi teknikleriyle kanal tıkanıklığını önleyen bu yöntem, sinir anastomozisi cerrahisinde hassas manipülasyon sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Araştırma R-397-000-204-133 (Singapur Genç Araştırmacı Ödülü Ulusal Üniversitesi) tarafından desteklenmiştir.

<html> Not: Pnömatik kanallarına bağlı olan odacık bileşenini kalıplamak, gömülü pnömatik kanalları kavrayıcı kol bileşenleri kalıplama: tüm yumuşak pnömatik tutucu üç adım içeren bir imalat işlemi ve ardından özel bir 3D basılmış kalıplar içine silikon bazlı elastomerik karışımlar, döküm ile imal edilmiştir ve hava ile dolu bölme bileşeni mühürleme. Elastomerler 1. Hazırlık <ol><li> Bir tartı ölçekte karıştırıcı bir kap koyunuz ve dara. Bölüm A dökün ve bir 1 kap içinde silikon bazlı elastomerin B: 1 ağırlık oranında. </li><li> konteyner kapağı ve toplam ağırlığını ölçün. </li><li> Bir santrifüj mikser içine konteyner ve malzeme yerleştirin. Adım 1.2 ölçülen ağırlık mikserde ağırlık dengesini ayarlayın. </li><li> 30 saniye için, sırasıyla 2000 rpm ve 2.200 rpm karıştırma ve hava alma modu ayarlayın. üniforma kürlenme elde etmek için iyice elastomer parçaları karıştırın. </li></ol>le &quot;&gt; 2. Kalıp Tasarımı ve Üretimi Not: kalıp geometrisi farklı uygulamalar için özel gereksinimlerine bağlı olarak değişecektir. Aşağıdaki adımlar kalıp odası ve tutucu bileşeni oluşturmak için gerekli olan CAD yazılımı genel anahtar adımları göstermektedir. <ol><li> bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımı kullanılarak kalıp ve sızdırmazlık kalıp tasarlayın. Bu yazıda kullanılan kalıpların geometrisi ve özel boyutlar için Bkz: Şekil 1. <ol><li> dış sınır kutu tasarımı <ol><li> Üst düzlem üzerinde sağ tıklayın ve üst düzleme normalleştirmek için düğmeye &quot;Normal&quot; seçeneğini tıklayın. </li><li> Bir &quot;Sketch&quot; penceresini açmak için sol üst köşedeki &quot;Kroki&quot; üzerine tıklayın. Ardından, bölme bileşeninin bir dikdörtgen taban çizmek için araç çubuğunun sol üst köşesindeki &quot;Sketch&quot; butonuna tıklayın. </li><li> sk tanımlamak için, &quot;Sketch&quot; düğmesinin yanında bulunan &quot;Akıllı Boyut&quot; özelliği, üzerine tıklayınetch boyutlar. Kroki tam olarak tanımlanmış (yani, tüm çizim çizgilerde siyah olmak) ve bittiğinde kroki çıkmak olduğundan emin olun. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, Y-yönünde seçilen konturları a&#39;ya &quot;Ekstrüde Patron / Base&quot; özelliği tıklayın. </li><li> kroki uçağı önceden seçmek için modelin üst yüzeyi üzerine tıklayın. Bir dikdörtgen çizin ve 2.1.1.2 ve 2.1.1.3&#39;de açıklandığı gibi boyutlarını tanımlar. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Sonra, elastomerler (Şekil 2A) dökümü için bir boşluk kesti a&#39;ya &quot;Ekstrüde Cut&quot; özelliği tıklayın. Duvar kalınlığı 2,5 mm olduğundan emin olun. </li></ol></li><li> iç odasının tasarımı <ol><li> Açılış alanının Y-yönünde yüzeyde sağ tıklayın. Sonra, o yüzeye normalleştirmek &quot;için Normal&quot; seçeneğini tıklayın. </li><li> adımlarda 2.1.1.2 ve tarif edildiği gibi Sonraki, oda bileşeni için bir dikdörtgen çizmek için &quot;Sketch&quot; penceresinde tıklayın2.1.1.3. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, Y-yönünde (Şekil 2B) odacık bileşeni a&#39;ya &quot;Ekstrüde Patron / Base&quot; özelliği tıklayın. Not: Adım 2.1.1.6 yılında kesim derinliği bu ekstrüde tabanı göre 2,5 mm daha büyüktür. </li></ol></li><li> kıskaç bileşenin Tasarım <ol><li> tutucu bileşeni için kroki uçağı önceden seçmek için negatif X-doğrultusunda modelin yüzeyinde tıklayın. adımlar 2.1.1.2 ve 2.1.1.3 de açıklandığı gibi &quot;Sketch&quot; penceresinde bir dikdörtgen oluşturun. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Sonra, negatif X-doğrultusunda seçilen konturu a&#39;ya &quot;Ekstrüde Patron / Base&quot; özelliği tıklayın. </li><li> kroki uçağı önceden seçmek için kıskaç bileşenin üst yüzeyi üzerine tıklayın. Boyutları tam olarak tanımlandığı zaman adımlarda açıklanan 2.1.1.2 olarak kroki &quot;Sketch&quot; penceresi (Şekil 2C) içinde kıskacın bir şekil oluşturmak ve çıkınd 2.1.1.3. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, tutucu bileşeni elastomer döküm için bir boşluğu kesmek için &quot;Ekstrüde Cut&quot; üzerine tıklayın. Duvar kalınlığı 2,5 mm olduğundan emin olun. </li></ol></li><li> odası ve kıskaç arasındaki bağlantı tasarımı <ol><li> 2.1.1.2 ve 2.1.1.3&#39;de tarif edildiği gibi odası parçasının üst yüzeyi üzerinde &quot;Çizim&quot; penceresinde bir dikdörtgen oluşturur. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Sonra, oda ve kavrama bileşenleri (Şekil 2B) arasında bir bağlantı oluşturmak için &quot;Ekstrüde Cut&quot; üzerine tıklayın. </li></ol></li><li> pnömatik kanalların Tasarımı <ol><li> adımda 2.1.1.2 ve 2.1.1.3 tarif edildiği gibi pozitif X-doğrultusunda odası parçanın yüzeyinde 1.5 mm çapında daire oluşturur. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, filmaşin yerleştirme (Şekil 2E) için kanallar oluşturmak için &quot;Ekstrüde Cut&quot; üzerine tıklayın. hol sağlamakes tutucu bileşeni kesti değildir. </li></ol></li></ol></li><li> Ayrı bir CAD dosyasında kıskacın odası bileşeninin dış boyutlarından daha büyük 1 mm uzunluk ve genişliği olan bir boşluğun bir sızdırmazlık kalıp çizin. Not: duvar kalınlığı 2.5 mm dir. <ol><li> açıklanan adımlar 2.1.1.2 ve 2.1.1.3 olarak üst düzlemde bir dikdörtgen oluşturmak için &quot;Sketch&quot; penceresinde tıklayın. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, Y-yönünde seçilen konturları a&#39;ya &quot;Ekstrüde Patron / Base&quot; özelliği tıklayın. </li><li> kroki uçağı önceden seçmek için modelin üst yüzünde tıklayın. Bir dikdörtgen çizin ve adım 2.1.1.2 ve 2.1.1.3) &#39;de açıklandığı gibi boyutlarını tanımlar. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, elastomer döküm için bir boşluğu kesip a&#39;ya &quot;Ekstrüde Cut&quot; özelliği tıklayın. Duvar kalınlığı 2,5 mm olduğundan emin olun. </li></ol></li><li> 3D baskı için bir .STL dosyası olarak her kalıp parçası kaydedin. </li&gt; <li> 30 mikron çözünürlükte 3D yazıcıya .STL dosyasını yükleyin ve kalıp parçaları 9 yazdırın. </li><li> kalıp parçaları üzerinde herhangi bir destek malzemesini çıkarın ve su ile kalıp parçaları yıkayın. </li></ol> 3. Yumuşak Tek / Çift çalıştırılabilen Kol Pnömatik Gripperler <ol><li> Gömülü pnömatik kanalları ile kavrayıcı kol bileşenleri kalıp <ol><li> Buna bağlı pnömatik kanalları kapalı bir bölmeyi oluşturmak için sol ve oda bileşen (Şekil 3A) sağ tarafında iki 3B baskılı odası-blok yerleştirin. </li><li> Pnömatik kanalları (Şekil 3A) oluşturmak için kıskaç ipuçları 2 mm mesafe tutarak, haznesinden iki adet 1,5 mm çaplı titanyum tel çubuklar yerleştirin. Not: Tek çalıştırılabilen-kol kıskaç için bir filmaşin kullanın. </li><li> tamamen tutucu bileşeni doldurmak için kalıp içine elastomer karışımı dökün. </li><li> hiçbir görünür hava kabarcığı mevcut olduğundan emin olun. </li><li> Plac10 dakika boyunca 60 ° C &#39;de kür için fırına e kalıp. elastomer tedavi edildikten sonra, fırından kalıp çıkarmak. </li></ol></li><li> pnömatik kanallara bağlı döküm haznesi bileşeni <ol><li> kalıptan dışarı filmaşin ve iki odacıklı-blok çekin. </li><li> Bölmeyi (Şekil 3B) oluşturmak için kancalı komponentin üzerine 3D-baskılı kavrayıcı-blok yerleştirin. kalıp duvar deliklerini tel çubuklar yerleştirin. </li><li> kamara bileşeninin kalan kısmını doldurmak ve kalıp içinde sıkışıp hiçbir görünür hava kabarcığı olmadığından emin olmak için kalıp içine elastomer karışımı dökün. </li><li> 10 dakika süre ile 60 ° C arasında bir sıcaklıkta bir kısmını Cure. elastomer kürünü kez fırından kalıp çıkarmak. </li><li> kıskaç-blok çıkarın ve oda yapısı ile tamamen tedavi kıskacı çıkarılmasına. </li></ol></li><li> hava ile dolu bölme bileşeni Sızdırmazlık <ol><li> sızdırmazlık kalıp içine elastomer karışımı dökün ve10 dakika boyunca 60 ° C &#39;de tedavi. </li><li> tabaka sızdırmazlık tedavi 2.5 mm bir elastomerik madde tabakası fırça. Kaplanmış bir tabakanın üzerine odası yapısı ile tedavi tutucu yerleştirin ve birlikte (Şekil 3C), iki adet bağ. </li><li> Daha sonra, 15 dakika boyunca 60 ° C&#39;de tam olarak tüm yapıyı tedavi. </li><li> tam kürünü yumuşak robot tutucu cihaz Çekiç yerine. </li></ol></li></ol> Taşıma Aracı içine Yumuşak Robotik Pnömatik Tutucu Cihaz 4. yerleştirilmesi <ol><li> CAD yazılımı kullanarak Ltd. dosyasında 1 de tarif edildiği gibi işleme araçları Tasarım ve .STL dosyasına kaydedebilirsiniz. Araçları boyutları için Şekil 4 ve 5 Bkz. </li><li> 3D yazıcıya .STL dosyasını yükleyin ve kalıp parçaları 9 yazdırın. Not: manuel kontrol taşıma aracı, dikdörtgen kap ve hareketli piston (Şekil 4) Tüm baskı adımlar 3 saat 48 dakika içinde tamamlanabilir. PR(Şekil 5) aracı ve dikdörtgen kap ele robotik kontrol imal edilmesi için inting süresi 1 saat 56 dakikadır. 3D yazıcı talimatta için ek dosya 2 bakın. </li><li> Yazdırma tamamlandığında araçları üzerinde herhangi bir destek malzemesi soyulabilir. Daha sonra, su ile araçları yıkayın. </li><li> Manuel kontrol taşıma aracı (Şekil 4A) içine kıskacı takın ve hareketli bir dikdörtgen kap (Şekil 4B) ile açılış alanı kapsayacak. </li><li> Odası sıkıştırma kolaylaştırmak için hareket edebilen bir piston (Şekil 4C) yerleştirin. </li><li> Robotik kontrol taşıma aracı (Şekil 5A) içine kıskacı ve lineer aktüatör yerleştirin. Not: doğrusal aktüatör odası sıkıştırma manuel kontrol modunda hareketli pistonu değiştirir. </li><li> Hareketli dikdörtgen kap (Şekil 5B) ile açılış alanı kapsayacak. </li></ol> 5. Değerlendirme ve Kavrama Basınç Testi <ol><li> DeğerlendirmekBir tel ile kavrama testleri yaparak yumuşak kıskacın işlevselliği. <ol><li> Masanın üzerinde bir köprü teli yerleştirin. </li><li> tel iki kıskaç kolları arasında olacak şekilde kıskacı ayarlayın. </li><li> tel tutmak için mandal kolları çalıştırılması amacıyla bölme sıkıştırmak için hareketli piston hareket ettirin. Not: Yalnızca manuel kontrol taşıma aracı kavrama gösteri kullanılır. </li><li> Tutun ve telin özgün konumundan 20 cm bulunan bir kutuya teli hareket ettirin. </li></ol></li><li> kıskacın iki çene arasına bir kalibre kuvvet algılama direnci yerleştirin. Algılama alanında tutucu çeneleri kavrama sağlar. Not: Algılama alanı çapı 14.7 mm. </li><li> kuvvet algılama direncinde kavrama tutucu kolları harekete geçirmek için odasına sıkıştırın. </li><li> 10 anlatıldığı gibi yumuşak tek çalıştırılabilen-kol ve çift çalıştırılabilen-kol pnömatik tutucular oluşturabilir maksimum kavrama sıkıştırma kuvvetlerini ölçmek. Not: okuma değerleri laptop görüntülenir. maksimum kavrama basınç kuvvetleri pnömatik kanallar dayanabileceği maksimum basınç noktasında ölçülür. </li><li> Yumuşak çift çalıştırılabilen-kol pnömatik kavrayıcı bireysel elastomerik tutma çeneleri kesip. </li><li> Elastomerik kavrama çenelerinin pnömatik kanal içine forseps ipuçları takın. </li><li> forseps iki çene arasına bir kalibre kuvvet algılama direnci yerleştirin. </li><li> Bir beyin cerrahı tarafından yapılan bir simüle sinir cerrahisi sırasında elastomer kaplamalı forseps ve forseps tarafından oluşturulan basınç kuvvetleri 10 ölçün. Not: beyin cerrahı o normalde kuvvet algılama direnci gerçek ameliyat sırasında geçerli ne benzer bir kuvvet uygular. </li><li> Her testte beş çalışmalarda elde edilen verilerin ortalamasını. </li></ol>

<ol><li>Tolley, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+resilient%2C+untethered+soft+robot%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Robotics%22%5BJournal%5D)">A resilient, untethered soft robot.</a> Soft Robotics. 1 (3), 213-223 (2014).</li>
<li>Low, J. H., Delgado-Martinez, I., Yeow, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Customizable+soft+pneumatic+chamber-gripper+devices+for+delicate+surgical+manipulation%5BTitle%5D)+AND+%22ASME+J+Med+Devices%22%5BJournal%5D)">Customizable soft pneumatic chamber-gripper devices for delicate surgical manipulation.</a> ASME J Med Devices. 8 (4), 044504(2014).</li>
<li>Rus, D., Tolley, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design%2C+fabrication+and+control+of+soft+robots%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Design, fabrication and control of soft robots.</a> Nature. 521, 467-475 (2015).</li>
<li>Lee, W. J., Chan, C. P., Wang, B. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+laparoscopic+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Asian+J+Endosc+Surg%22%5BJournal%5D)">Recent advances in laparoscopic surgery.</a> Asian J Endosc Surg. 6 (1), 1-8 (2013).</li>
<li>Schoeller, T., Huemer, G. M., Shafighi, M., Gurunluoqlu, R., Wechselberger, G., Piza-Katzer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microsurgical+repair+of+the+sural+nerve+after+nerve+biopsy+to+avoid+associated+sensory+morbidity%3A+a+preliminary+report%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Microsurgical repair of the sural nerve after nerve biopsy to avoid associated sensory morbidity: a preliminary report.</a> Neurosurgery. 54 (4), 897-900 (2004).</li>
<li>Bamberg, R., Jones, B., Murray, L., Sagstetter, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBamberg%2C+R+%22Laparoscopic+grasper+for+minimally+invasive+laparoscopic+surgery%22">Laparoscopic grasper for minimally invasive laparoscopic surgery</a>. , 
 <a target="_blank" href="
http://homepages.cae.wisc.edu/ ~bme200/grasping_instrument_f06/reports/midsemester_rd.pdf 
">
http://homepages.cae.wisc.edu/ ~bme200/grasping_instrument_f06/reports/midsemester_rd.pdf 
</a> (2006).</li>
<li>Ducic, I., Hill, L., Maher, P., Al-Attar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perioperative+complications+in+patients+undergoing+peripheral+nerve+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Plast+Surg%22%5BJournal%5D)">Perioperative complications in patients undergoing peripheral nerve surgery.</a> Ann Plast Surg. 66 (1), 69-72 (2011).</li>
<li>Shepherd, R. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multigait+soft+robot%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Multigait soft robot.</a> PNAS. 108 (51), 20400-20403 (2011).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Objet+260+Connex+User+Guide%22">Objet 260 Connex User Guide</a>. , 
 <a target="_blank" href="
http://www.objet.com
">
http://www.objet.com
</a> (2016).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Force+Sensing+Resistor+Integration+Guide+%26+Evaluation+Parts+Catalog+with+Suggested+Electrical+Interfaces%22">Force Sensing Resistor Integration Guide & Evaluation Parts Catalog with Suggested Electrical Interfaces</a>. , 
 <a target="_blank" href="
https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Pressure/fsrguide.pdf
">
https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Pressure/fsrguide.pdf
</a> (2002).</li>
<li>Dagum, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peripheral+nerve+regeneration%2C+repair%2C+and+grafting%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hand+Ther%22%5BJournal%5D)">Peripheral nerve regeneration, repair, and grafting.</a> J Hand Ther. 11 (2), 111-117 (1998).</li>
<li>Felippe, M. M., Telles, F. L., Soares, A. C. L., Felippe, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anastomosis+between+median+nerve+and+ulnar+nerve+in+the+forearm%5BTitle%5D)+AND+%22J+Morphol+Sci%22%5BJournal%5D)">Anastomosis between median nerve and ulnar nerve in the forearm.</a> J Morphol Sci. 29 (1), 23-26 (2012).</li>
<li>Rus, D., Tolley, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design%2C+fabrication+and+control+of+soft+robots%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Design, fabrication and control of soft robots.</a> Nature. 521, 467-475 (2015).</li>
<li>Elango, N., Faudzi, A. A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+article%3A+investigations+on+soft+materials+for+soft+robot+manipulations%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Adv+Manuf+Technol%22%5BJournal%5D)">A review article: investigations on soft materials for soft robot manipulations.</a> Int J Adv Manuf Technol. 80 (5), 1027-1037 (2015).</li>
<li>Lu, Y. W., Kim, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microhand+for+biological+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Phys+Lett%22%5BJournal%5D)">Microhand for biological applications.</a> Appl Phys Lett. 89, 1641011-1641013 (2006).</li>
<li>Rateni, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+development+of+a+soft+robotic+gripper+for+manipulation+in+minimally+invasive+surgery%3A+a+proof+of+concept%5BTitle%5D)+AND+%22Meccanica%22%5BJournal%5D)">Design and development of a soft robotic gripper for manipulation in minimally invasive surgery: a proof of concept.</a> Meccanica. 50 (11), 2855-2863 (2015).</li>
<li>Breger, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-folding+thermo-magnetically+responsive+soft+microgrippers%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Mater+Inter%22%5BJournal%5D)">Self-folding thermo-magnetically responsive soft microgrippers.</a> ACS Appl Mater Inter. 7 (5), 3398-3405 (2015).</li>
<li>Zafar, M. S., Al-Samadani, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+use+of+natural+silk+for+bio-dental+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Taibah+Univ+Med+Sci%22%5BJournal%5D)">Potential use of natural silk for bio-dental applications.</a> J Taibah Univ Med Sci. 9 (3), 171-177 (2014).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Biz başarıyla elastomer kaplamalı forseps ipuçları ve forseps daha kavranan nesne üzerinde çok daha düşük sıkıştırma kuvvetlerini sarf nesnelerin uyumlu kavrama izin yumuşak robotik pnömatik tutucu cihazlar, uygulanan olduğunu ortaya koymuştur. Forseps periferik sinir onarım sırasında sinirler manipülasyon için gerekli bir araç 11, 12 ameliyatları olduğunu. Ancak, metalik yapısı aşırı kavrama güçleri ve çevre dokulara arızi hasarlara yol açtığı sinir hasarı önlemek için cerrahlar gelen kullanımı son derece di...

Yumuşak robotlar robotik toplum içinde büyük bir araştırma ilgi uyandırmıştır ve böyle yapılandırılmamış ortamlarda 1 ve 2 tutmasında dalgalı hareketin gibi farklı fonksiyonel görevler kullanılmaktadır. Esas olarak yumuşak elastomerik malzemelerden oluşur ve bu, bellekli alaşımdan (SMA) şekil elektro polimer (DAP), ya da basınçlı akışkan 3 farklı malzemelerin kullanımı ile farklı uyarı teknikleri ile kontrol edilir. elektrostatik kuvvetler aktif suşlar üretmek ve böylelikle harekete geçirilmesini üretir için uyaran bir diferansiyel gerilimine dayanan EAP&#39;ler fonksiyonu. SMAS kendine özgü şekil hafıza etkisi sıcaklık değişikliği üzerine faz dönüşümleri sırasında kuvvet nesil dayalı istenen tahriki üretmek için konuşlanmıştır. Son olarak, sıkıştırılmış sıvı harekete tekniği yumuşak aktüatörler içinde sertlik farkı ikna etmek için basit bir tasarım stratejisi kolaylaştırır, daha uyumlu bölgeler gibi şişirmek olacakbasınçlandırma üzerine. Yumuşak robotlar özellikle hassas nesneler söz konusu uygulamalarda, geleneksel sabit robotların uygulamalarını genişletmek için tasarlanmıştır. Özellikle, bu yazıda, biz hassas cerrahi manipülasyon için yumuşak robotik tutucular geliştirme konusunda benzersiz bir yaklaşım sunuyoruz. Cerrahi tutma gibi karaciğer, jinekolojik, ürolojik, ve sinir onarım ameliyatları 4, 5 gibi birçok cerrahi girişimler rol oynayan önemli bir yönüdür. Genellikle bu tür kolaylaştırmak amacıyla forseps ve laparoskopik graspers gibi sert, çelik doku kavrama araçları tarafından yapılır geleneksel kavrama araçları temas 6 noktalarında yumuşak dokuda yüksek stres konsantrasyon alanları neden olabilir metalden yapılmış gibi gözlem, eksizyon, anastomoz prosedürleri, vb Ancak, son derece dikkatli gereklidir. Doku zararların şiddetine bağlı olarak, ağrı gibi çeşitli komplikasyonlar, patolojik yara dokusu formation ve hatta kalıcı sakatlık, neden olabilir. Bir önceki çalışmada periferik sinir cerrahisinde komplikasyon oranı% 3 7 olduğunu bildirdi. Bu nedenle, güvenli uyumlu tutuş sağlayan yumuşak kavrama kavramı narin cerrahi manipülasyon için umut verici bir aday olabilir. Burada, 3D baskı ve özelleştirilebilir esnek robot pnömatik tutucular imal etmek için, bir çubuk bazlı yaklaşım benimsemiştir modifiye yumuşak litografi teknikleri, bir arada sunuyoruz. Sıkıştırılmış sıvı harekete dayalı yumuşak robotların geleneksel üretim tekniği kanalları 8 mühür o ve bir sızdırmazlık süreci üzerine basılmış pnömatik kanallı bir kalıp gerektirir. Ancak, kanal tıkanıklığı kolayca mühürleme işlemi gerçekleşebilir küçük pnömatik kanalları ihtiyaç minyatür yumuşak robotlar için mümkün değildir. Geleneksel tekniği için kaplanmış bir tabaka bağlanması ile yapılabilir pnömatik kanal sızdırmazlık gerektirir. Bu nedenle, Labir bağlama katmanı minik kanallar içine dökmek ve bu kanalları tıkayabilir başlangıçta hizmet veren elastomer malzemenin Yer. Yapının ortasına pnömatik kanal konum ve geleneksel teknikler kullanılarak bir bölme bileşeni bağlamak da mümkün değildir. Önerilen yöntem, bir hava ile dolu odacığı kullanılarak çubuklara bağlanmış minyatür pnömatik kanal oluşturulmasını sağlar ve küçük kanalların sızdırmazlık gerektirmez. Buna ek olarak, pnömatik kanallarına bağlı olan odacık sıkıştırılmış sıvı çalıştırılması için dış hava kaynağı gerektirmeyen bir hava kaynağı olarak hizmet etmektedir. Bu kılavuzunu ve böylece kullanıcılara kıskaç ile başvuran bu kuvvet miktarını kontrol seçeneği sağlayan, sürükleyici bileşeni harekete geçirmek için bölme sıkıştırma kolaylaştırarak robotik kontrol modları sağlar. Bu yaklaşım, son derece özelleştirilebilir ve bu tip bir tekli ya da Mu sahip kıskaçlar gibi yumuşak kıskaç tasarımlarında çeşitli imal etmek için de kullanılabilirhareketlendirilebilen kollarını ltiple.

<table><tbody><tr><td>Tartı</td><td>Ölçeği Severin</td><td>KW3667</td> <td>(Adım: Elastomerlerin Hazırlanması)</td></tr> <tr><td>Ecoflex Supersoft 0030 Elastomer</td><td>Pürüzsüz</td><td>EF0030</td> <td>(Adım: Elastomerlerin Hazırlanması)</td></tr> <tr><td>Planet Santrifüj Karıştırıcı ve Kaplar</td><td>THINKY USA Inc.</td><td>ARE-310</td> <td>(Adım: Elastomerlerin hazırlanması)</td></tr> <tr><td>Solidworks CAD</td><td>Dassault Syst&egrave; mes&nbsp;</td><td>Solidworks Araştırma Aboneliği</td> <td>(Adım: Yumuşak tek/çift çalıştırılabilir kollu pnömatik tutucular)</td></tr><tr><td>Objet 3D Yazıcı</td><td>Stratasys</td><td>260 Connex2</td><td>(Adım: Yumuşak tek/çift çalıştırılabilir kollu pnömatik tutucular)</td></tr><tr><td>Titanyum Filmaşinler</td><td>Titan Engineering</td><td>N/A</td><td>(Adım: Yumuşak tek/çift çalıştırılabilir kollu pnömatik tutucular)</td></tr><tr><td>Zamanlayıcılı Doğal Konveksiyonlu Fırın</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>BIN # ED53</td> <td>(Adım: Yumuşak tek / çift çalıştırılabilir kol pnömatik tutucular)</td></tr> <tr><td>Doğrusal Aktüatör</td><td>Firgelli Technologies</td><td>L12</td> <td>(Adım: Yumuşak robotik pnömatik tutucu cihazının taşıma aletine yerleştirilmesi)</td></tr> <tr><td>Jumper Wire</td><td>sgbotic</td><td>CAB-01146</td> <td>(Adım: Değerlendirmeler ve kavrama basınç testi)</td></tr> <tr><td>Kuvvet Algılama Direnci</td><td>Interlink Electronics</td><td>FSR402</td> <td>(Adım: Değerlendirmeler ve kavrama basınç testi)</td></tr></tbody></table>

narin doku manipülasyon için Özelleştirilebilir yumuşak robotik pnömatik tutucu cihazlar rod tabanlı fabrikasyon

Rod-based Fabrication of Customizable Soft Robotic Pneumatic Gripper Devices for Delicate Tissue Manipulation

Yumuşak uyumlu kavrama, temas noktasındaki yüksek stres konsantrasyonlarının neden olduğu doku kavrama hasarı riskini en aza indirmek için hassas cerrahi manipülasyonda esastır. Geleneksel sert tutucuların yumuşak robotik pnömatik tutucu cihazlarla tamamlanmasıyla elde edilebilir. Bu el yazması, yumuşak pnömatik tutucuyu imal etmek için hem 3D baskıyı hem de modifiye edilmiş yumuşak litografi tekniğini birleştiren çubuk tabanlı bir yaklaşımı açıklamaktadır. Kısaca, hazne bileşenli pnömatik özelliksiz kalıp 3D baskılıdır ve hazneye bağlanan pnömatik kanalları oluşturmak için çubuklar kullanılmıştır. Bu protokol, sızdırmazlık işlemi sırasında kanalların tıkanma riskini ve harici hava kaynağı veya ilgili kontrol devresine olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Yumuşak tutucu, hava ile doldurulmuş bir hazneden ve hazneye bağlı her kolda pnömatik bir kanal bulunan bir veya daha fazla tutucu koldan oluşur. Pnömatik kanal, tutucu kolunda farklı sertlik oluşturmak için dış duvara yakın konumlandırılmıştır. Pnömatik kanal üzerinde basınç oluşturan haznenin sıkıştırılması üzerine, dış duvar alanı daha uyumlu olduğu için tutucu kol yakın bir kavrama duruşu oluşturmak için içe doğru bükülecektir. Yumuşak tutucu, hazne sıkıştırması için iki farklı kontrol moduna sahip bir 3D baskılı taşıma aletine yerleştirilebilir: hareketli pistonlu manuel tutucu modu ve doğrusal aktüatörlü robotik tutucu modu. İki çalıştırılabilir kola sahip çift kollu tutucu, 2 mm'ye kadar olan nesneleri alabildi ve yine de elastomer kaplı ve kaplamasız sert tutuculara kıyasla daha düşük basınç kuvvetleri üretebildi. Tek kollu veya kancalı tutucu gibi başka tasarımlara sahip olmanın fizibilitesi de gösterildi, bu da yumuşak tutucu cihazının özelleştirilebilirliğini daha da vurguladı ve doku kavrama hasarı riskini azaltmak için hassas cerrahi manipülasyonda kullanılma potansiyeli.

Yumuşak robotik pnömatik tutucu cihazlar çapa kadar 1.2 mm boyutlarında (Şekil 6) ile nesneleri toplayıp yeteneğine idi. 1.71 ± 0.16 N ve 2.61 ± 0.22 N basınç kuvvetlerinde kıyasla maksimum kavrama basınç kuvveti tek hareketlendirilebilen-kol tarafından oluşturulan ve hareketlendirilebilen-kol çift-yumuşak kavrama cihazları, 0.79 ± 0.14 N sırasıyla 0.27 ± 0.07 N ve vardı elastomer kaplamalı forseps ve kaplanmamış forseps (Şekil 7) tarafından simüle cerra...

Bu protokol, yumuşak tutucu cihazları üretmek için 3D baskı ve yumuşak litografi tekniklerini birleştiren çubuk tabanlı bir yaklaşımı tanımlar. Bu yaklaşım, bir hazne bileşeni dahil ederek harici bir hava kaynağına olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve özellikle minyatür pnömatik kanallar için sızdırmazlık işlemi sırasında tıkanma olasılığını azaltır.

Narin Doku Manipülasyon için Özelleştirilebilir Yumuşak Robotik Pnömatik Tutucu Cihazlar Rod tabanlı Fabrikasyon

Soft compliant gripping is essential in delicate surgical manipulation for minimizing the risk of tissue grip damage caused by high stress concentrations ...

Bu prosedürün genel amacı, çubuk tabanlı bir yaklaşım kullanarak yumuşak tutucu cihazlar üretmektir. 3-B yazdırma ve yumuşak litografi teknikleriyle birleştirilen bu yöntem; sertleşme sürecinde kanal tıkanıklığı ve hava odacığının entegrasyonu gibi yumuşak pnömatik tutucuların üretiminde karşılaşılan temel sorunların çözülmesine yardımcı olabilir.Bu tekniğin temel avantajı, tutarlı bir aktivasyon sağlamak için yumuşak tutucu yapıların içine minyatür pnömatik kanallar inşa etmemize olanak tanımasıdır. Bu tekniğin uygulama alanı sinir anastomozu cerrahisine kadar uzanmaktadır; çünkü yumuşak robotik tutucu, aşırı sıkıştırma hasarı vermeden hassas sinir manipülasyonuna izin verir. Bu yöntemle ilgili fikri ilk kez, geleneksel döküm sızdırmazlık sürecini kullanarak fonksiyonel bir yumuşak tutucu geliştirirken zorluk yaşadığımızda ve döküm aşamasında ince çubuklarla deneyler yapmaya başladığımızda edindik.İşleme, elastomer için iki bileşenli materyalin eşit kütlelerini bir karıştırma kabına tartarak başlayın. Ardından, kabın ağzını kapatın ve dengeleme kütlesiyle birlikte santrifüj karıştırıcıya yerleştirin. Şimdi, karıştırma fazı 2000 RPM ve havasızlaştırma fazı 2200 RPM olacak şekilde 30 saniyelik bir karıştırma döngüsü çalıştırın.İyice karıştırılmış bileşenlerin, kalıba döküldüğünde artık homojen bir şekilde kürleşmesi beklenir. Kalıpların tasarımı ve üretiminin metin protokolünde ele alındığını ve bir sonraki bölümün bu kalıpların kullanımını kapsadığını unutmayın. Bu işlem, tutucu kol bileşenlerinin kalıplanmasıyla başlar.İlk olarak, pnömatik kanalları bağlı, sızdırmaz bir bölme oluşturmak için iki 3-D baskılı bölme bloğunu, bölme bileşeninin sol ve sağ tarafına yerleştirin. Ardından, modelin tek veya çift kanallı olmasına bağlı olarak, bölmeden bir veya iki adet 1,5 millimeter çapında titanyum tel çubuk geçirin. Pnömatik kanalları oluşturmak için tutucu uç ile çubuk arasında iki millimeters mesafe bırakın.Şimdi, elastomerik karışımla kalıbı, içinde hava kabarcığı kalmadığından emin olarak tamamen doldurun. Ardından, kalıbı 60 °C'de 10 dakika boyunca kürleyin. Bir sonraki adım, tel çubukları ve iki oda bloğunu kalıptan çıkarmaktır.Pnömatik kanallar ile hazne arasındaki bağlantının düzgün kurulduğundan emin olun; bu sayede haznenin sıkıştırılması tutucu kolları harekete geçirecektir. Şimdi, hazneyi oluşturmak için 3 boyutlu yazıcıyla basılmış tutucu bloğu, tutucu bileşeninin üzerine yerleştirme işlemine geçin. İlk olarak, kalıbın duvarındaki delikleri kapatmak için tel çubukları yerleştirin.Ardından, kalıbı elastomerik karışımla doldurun ve kalıpta hapsolmuş görünür hava kabarcığı kalmadığından emin olun. Bu kalıbı da 60 °C'de 10 dakika boyunca kürleyin. Sonrasında, tutucu hazne yapısını monte etmek için kürlenmiş bileşenleri kalıptan çıkarın.Son adım, sızdırmaz hazne bileşenini hava ile doldurmaktır. Bunun için, düzeneği tamamlayan 2,5 milimetre kalınlığındaki sızdırmazlık katmanını oluşturun. Kalıbı elastomerik karışımla doldurun ve 60 °C'de 10 dakika boyunca kürleyin.Kürleme işlemi tamamlandıktan sonra, kürlenmiş 2,5 milimetrelik sızdırmazlık tabakasının üzerine bir kat elastomerik malzeme sürün. Ardından, tutucu hazne yapısını sızdırmazlık tabakasının üzerine yerleştirin ve sızdırmazlığın mükemmel olduğundan emin olarak bağın oluşmasını sağlayın; böylece hava dolu bir hazne oluşturulur. Şimdi, tüm yapıyı 60 °C'de 15 dakika daha kürleyin.Ardından, cihazı tamamlamak için kalan kalıbı çıkarın. Tutma aleti de bir kalıptan yapılmıştır ve detaylar metin protokolünde yer almaktadır. Tutucuyu tutma aletine yerleştirin ve açıklık bölgesini çıkarılabilir dikdörtgen bir kapakla kapatın.Ardından, manuel aleti tamamlamak için hazne sıkıştırmasını kolaylaştıran hareketli bir piston yerleştirin. Alternatif olarak, tutucuyu ve lineer aktüatörü robotik bir taşıma aletine yerleştirin. Bu durumda, açıklık alanını hareketli dikdörtgen bir kapakla kapatın.Yumuşak tutucunun işlevselliğini değerlendirmek için, bir jumper kablo ile test edin. Kablo iki kolun arasında kalacak şekilde tutucuyu ayarlayın. Ardından, kabloyu tutması için tutucu kolları harekete geçiren hazneyi sıkıştırmak üzere pistonu hareket ettirin.Teli tutun ve orijinal konumundan en az 20 santimetre uzağa hareket ettirin. Önerilen teknik, düşük maliyetli yumuşak pnömatik tutucuların nasıl hızlıca üretilebileceğini göstermektedir. Sadece kalıp tasarımını değiştirip aynı elastomeri kullanarak farklı uygulamalar için tutucular yapılabilir.Burada sunulan tasarım, çapı 1,2 milimetreye kadar olan nesneleri kavrayabilme kapasitesine sahiptir. Simüle edilmiş bir cerrahi işlemde, tek hareketli kol tutucusu tarafından üretilen maksimum sıkıştırma kuvveti yaklaşık 0,27 Newton'dur. Çift hareketli kol düzeneklerinde ise bu değer yaklaşık 0,8 Newton olarak ölçülmüştür.Karşılaştırmalı olarak, elastomerli ve elastomersuz forsepslerin kavrama kuvvetleri sırasıyla yaklaşık 1,7 ve 2,6 Newton olarak belirlenmiştir. Bu teknik bir kez kavrandığında, düzgün bir şekilde uygulandığı takdirde bir saat içinde tamamlanabilir. Bu prosedür gerçekleştirilirken, döküm işleminden önce çubukların sıkıca hizalandığının hatırlanması ve son sızdırmazlık işleminin dikkatle yapılması önemlidir.Bu prosedürün ardından, kavrama işleminin sezgisel bir şekilde kontrol edilebilmesi için tamamlanan yumuşak tutucu, bir piston tabanına veya lineer aktüatör tabanlı bir tutma aracına monte edilebilir. Geliştirilmesinin ardından bu teknik, yumuşak robotik alanındaki araştırmacıların hassas nesne manipülasyonu için hazne-tutucu cihaz tasarımlarını keşfetmelerine ön ayak olmuştur. Silikon kauçuğun yutulma riski taşıyabileceğini unutmayın ve bu prosedürü gerçekleştirirken her zaman eldiven giymek gibi önlemler alınmalıdır.

rod-based-fabrication-customizable-soft-robotic-pneumatic-gripper

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Bu makale, cerrahi manipülatörler için yumuşak bir ünitenin tasarımını ve üretimini açıklamaktadır. Temel modül, çok yönlü bükülme ve uzama elde etmek için üç esnek akışkan aktüatör ve sertlik kontrolünü sağlamak için granül sıkışma tabanlı bir mekanizma içerir. Tam bir mekanik karakterizasyon da rapor edilmiştir.

Tasarım ve Yumuşak Modüler Robotlar için bir Elastomerik Birimi Fabrikasyon Minimal İnvaziv Cerrahi

Burada yumuşak Pnömatik ağ aktüatörler imalat yöntemi ile eğik odaları mevcut. Aktüatörler eşleşmiş bükme ve hareketleri, büküm üretme yeteneğine sahip olan yumuşak robotik uygulama onların genişletiyor.

Yumuşak Pnömatik ağ aktüatörler eğik Chambers ile imalatı

Bu kağıt tasarım ve ekstra cismani ultrasonografi için ısmarlama bir robot manipülatör uygulanması tanıtır. Sistem ile 3D baskı ve emniyet yönetimi için mekanik bir debriyaj tarafından yapılan hafif eklem özgürlük beş derece vardır.

Tasarım ve ekstra cismani ultrason için ısmarlama bir robot manipülatör

Bu protokol, yumuşak pnömatik aktüatörlerin ve robotların ince form faktörüne sahip hızlı üretim yöntemini açıklamaktadır. Üretim yöntemi termoplastik poliüretan (TPU) levhaların laminasyonu ile başlar ve ardından iki boyutlu bir örüntünün lazer lekesi/kaynaktan aktüatör ve robotlar oluşturur.

İnce Yumuşak Pnömatik Aktüatör ve Robotların Hızlı İmalatı

Biyoilham iskelesi, mekanik olarak sağlam ve elektriksel iletken hidrojeller kullanılarak yumuşak bir fotolitografi tekniği ile imal edilir. Mikro desenli hidrojeller yönlü kardiyomiyosit hücre hizalama sağlar, aktüasyon özel bir yönde sonuçlanan. Esnek mikroelektrotlar da kendi kendini harekete geçiren bir kardiyak doku için elektrik kontrol edilebilirlik getirmek için iskele entegre edilmiştir.

Anonim Mikroelektrotlu Bioinspired Yumuşak Robot

Bu makalede, biyomedikal, biyomimetik ve yumuşak robotik uygulamalarında aktüatörler için iyonik elektromekanik olarak aktif kompozit malzemelerin hızlı ve basit bir üretim süreci açıklanmaktadır. Önemli üretim adımları, aktüatörlerin nihai özellikleri için önemi ve bazı ana karakterizasyon teknikleri ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Karbon Bazlı İonik Elektromekanik Aktif Yumuşak Aktüatörlerin İmalatı

Bu protokol, kertenkeleden ilham alan yumuşak bir robotun üretim, kontrol ve tırmanma performansının değerlendirilmesi için gerçekleştirilecek adımların ayrıntılı bir listesini sağlar.

Gecko'dan Esinlenilmiş Yumuşak Robotun İmalatı, Kontrolü ve Performans Değerlendirmesi

Bu makale, akıllı uyaranlara duyarlı yumuşak robotlar üretmek için bir 4D baskı stratejisini açıklamaktadır. Bu yaklaşım, akıllı manipülatörler, elektronik ve sağlık sistemleri de dahil olmak üzere akıllı şekil dönüştürülebilir yumuşak robotik sistemlerin gerçekleştirilmesini kolaylaştırmak için zemin hazırlayabilir.

Uyaranlara Duyarlı Hidrojel Tabanlı Yumuşak Robotların Dört Boyutlu Baskısı

Bu protokol, inme hastaları için parmak rehabilitasyonuna yardımcı olmak üzere uyarlanmış esnek, giyilebilir bir süper sayısal robotik uzuv sunar. Tasarım, kesintisiz insan-robot etkileşimini kolaylaştırmak için bir bükülme sensörü içerir. Hem sağlıklı gönüllüleri hem de inme hastalarını içeren deneyler yoluyla doğrulama, önerilen çalışmanın etkinliğini ve güvenilirliğini vurgulamaktadır.

Kronik İnme Hastaları için Esnek Giyilebilir Supernumerary Robotik Uzuv

Enjektabl bir matris jel decellularized doku hazırlanması ve sıçan miyokardın içine enjekte...

Miyokard Doku Mühendisliği Biyolojik Türetilmiş Enjektabl Malzeme imalatı

Keşfedin çubuk tabanlı yumuşak robotik pnömatik tutucu üretimini. 3D baskı ve yumuşak litografi teknikleriyle kanal tıkanıklığını önleyen bu yöntem, sinir anastomozisi cerrahisinde hassas manipülasyon sağlar.

Narin Doku Manipülasyon için Özelleştirilebilir Yumuşak Robotik Pnömatik Tutucu Cihazlar Rod tabanlı Fabrikasyon

Daha fazla video keşfet