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微机器人:在医疗领域的应用和研究进展

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:微机器人是相对比较完备的微型机械电子系统的代表。在生物医疗方面,微机器人可辅助进行细胞区分等辅助诊断,以及眼部、脑部微细手术。微机器人的整体尺寸为毫米级或更小,零部件尺寸为毫米级或微米级,采用微细加工技术或精密加工技术制成。微机器人研究始于20世纪80年代末微机械出现时期。微机器人研究无疑会涉及精确定位、精密与微小光电器件、微传感器、微机构等广泛的学科和技术。

微机器人:在医疗领域的应用和研究进展

机器人是相对比较完备的微型机械电子系统(MEMS)的代表。它的应用主要集中在工业领域、医学领域及基础学科研究领域,在移动或处理微组织、区分细胞、DNA分析等各项研究方面,微机器人都发挥着重要作用。在生物医疗方面,微机器人可辅助进行细胞区分等辅助诊断,以及眼部、脑部微细手术。

微机器人的整体尺寸为毫米级或更小,零部件尺寸为毫米级或微米级,采用微细加工技术或精密加工技术制成。它是能完成模拟人的某种特定动作(如观察、移动、拿取等操作)的微电子机械系统。系统中包括或部分包括微传感器、微致动器、微操作器、微能源及控制单元等。

微机器人研究始于20世纪80年代末微机械出现时期。1987年美国出现的直径为100μm的静电电动机为微机器人的研究提供了基础。随后麻省理工学院人工智能实验室研制出取名分别为Squirt和Gnot的微机器人,并制出用于情报收集和窃听的“蚊子机器人”;日本的横滨国立大学与东芝公司合作,也开展了基于气动柔性微驱动器FMA的微机器人的研究;日本早稻田大学的形状记忆合金微机器人、东京大学的爬坡微机器人、名古屋大学的管道移动微机器人等都具有一定的代表性。随着智能材料与智能结构研究日益深入,将智能材料学用于微机器人以实现其结构的微型化、智能化及功能的集成化,已成为微机器人研究的一个主要发展趋势。美国麻省理工学院已将压电材料应用于微机器人的微驱动器;加拿大MacGill大学生物机器人实验室开展了形状记忆合金微执行器用于微机器人的研究;日本冈山大学还开展了电流变微驱动器的研究工作。(www.xing528.com)

微机器人研究无疑会涉及精确定位、精密与微小光电器件、微传感器、微机构等广泛的学科和技术。随着智能材料、智能结构、MEMS及微/纳米加工技术的日臻完善,微机器人技术得到迅速发展,并在航空、航天、核工业及计算机领域得到成功的应用。

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