AdvancedIntelligentSystems封面刊载

连续体机器人灵巧通过各种狭窄通道

扩大电磁驱动系统有效操作空间
　　近日，中国科学院沈阳自动化研究所微纳米自动化课题组在磁控连续体微型机器人方面的最新研究成果A Flexible Magnetically Controlled Continuum Robot Steering in the Enlarged Effective Workspace with Constraints forRetrogradeIntrarenal Surgery作为前封面文章（FrontCover）发表在Wiley旗下机器人及人工智能领域期刊AdvancedIntelligentSystems。
　　微创手术是现代医学的标志，手术导管机器人可以帮助医生对病人狭小腔道内的组织结构进行精确微创干预治疗。然而微型化、智能化一直是手术导管机器人的发展趋势及面临的挑战。传统手术软镜导管由于机械拉线驱动方式的限制，很难进一步缩小整体尺寸同时保证其可控性，因此限制了机器人在人体内的应用范围。
　　该项研究面向人体狭窄腔道内患病组织的精准治疗，结合微纳米技术提出了磁控连续体微型机器人的方法。该连续体机器人采用PDMS材料制备，包括PDMS软管及磁性前端（总直径2mm）。采用外磁场驱动，可控制该连续体机器人进行灵活弯转、在管道内穿行等动作。针对肾内逆行手术，论证了其在狭窄通道内的灵巧运动性能及控制能力。同时该柔性机器人可以进一步缩小尺寸到亚毫米级，可面向人体更狭小腔道内组织结构进行灵活可控的微创治疗，比如脑神经外科、眼内手术或血管内手术等。针对目前磁控系统有效工作空间受限的问题，文章还提出了一种有效扩大磁控连续体机器人工作空间的解决方案，为面向临床应用奠定了基础。
　　沈阳自动化所微纳米自动化课题组长期专注于微纳米机器人方面的研究，从毫米级、微米级到纳米级机器人开展了一系列研究。在磁驱动毫米机器人、光驱动毫米机器人、热驱动毫米机器人、气泡微米机器人、细胞微米机器人、混合驱动纳米机器人等方面取得了一批具有影响力的研究成果。近年来多篇研究成果发表在国际知名学术期刊Small(2019), ACSApplied Materials& Interfaces(2019,2020, 2021), IEEERoboticsand Automation Letters(2021),Chemical Engineering Journal(2021)，LabonaChip(2016)，表明微纳米自动化课题组在该领域的研究不断深入并已形成体系，相关成果得到国内外研究人员的广泛关注。
　　该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、创新交叉团队和机器人学国家重点实验室项目的大力支持。（机器人学研究室）