什么是軟體機(jī)器人-關(guān)鍵技術(shù)有-醫(yī)學(xué)應(yīng)用一覽

什么是軟體機(jī)器人_關(guān)鍵技術(shù)有_醫(yī)學(xué)應(yīng)用一覽1.什么是軟體機(jī)器人軟體機(jī)器人是指幾乎不包含或很少包含剛性材料,主要由與軟體生物具有相同彈性和流變特性的軟體材料組成的機(jī)器人;即使在拉伸和擠壓狀態(tài)下軟體機(jī)器人仍能保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn),以此彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)器人的不足,滿足了人們對(duì)機(jī)器人的應(yīng)用要求。2.軟體機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)(1)軟體驅(qū)動(dòng)方式：傳統(tǒng)剛性機(jī)器人多采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而軟體機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式則主要包括流體驅(qū)動(dòng)、形狀記憶合金(SMA)驅(qū)動(dòng)、電活性聚合

物(EAP)驅(qū)動(dòng)。(2)建模與控制：對(duì)軟體機(jī)器人進(jìn)行分析，需要建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型。其中，運(yùn)動(dòng)學(xué)建模常采用分段常曲率(PCC)模型。(3)制造技術(shù)：目前，軟體機(jī)器人的制造方法有澆鑄成型、3D打印、沉積成型(SDM)等。澆鑄成型是將硅膠等軟彈性液體澆注進(jìn)模具成型的工藝，它對(duì)于結(jié)構(gòu)簡單和材料單一的軟體機(jī)器人較為常用，其缺點(diǎn)是需要單獨(dú)設(shè)計(jì)模具、制造周期長。3D打印屬于增材制造，成型速度較快，是軟體機(jī)器人主流制造方法之一。(4)變剛度方法：軟體機(jī)器人具有高柔性特點(diǎn)，但在完成一些任務(wù)時(shí)既需要柔性特征，又需要?jiǎng)傂蕴卣?。因此，變剛度是軟體機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)之一。3.軟體機(jī)器人在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用(1)外科手術(shù)軟體機(jī)器人手術(shù)是重要的治療手段，機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用可提高手術(shù)效率及成功率。軟體機(jī)器人在外科手術(shù)的應(yīng)用研究以微創(chuàng)手術(shù)最為典型。微創(chuàng)手術(shù)應(yīng)用軟體機(jī)器人的研究主要集中在軟體操縱器及軟體抓鉗方面。軟體操縱器通常用作其它手術(shù)工具的載體，利用軟體機(jī)器人的高自由度及柔軟特性保障運(yùn)動(dòng)的安全性。(2)康復(fù)及輔助軟體機(jī)器人對(duì)于肢體功能障礙的人群，需要長期康復(fù)治療及日常生活輔助。采用機(jī)器人能提高康復(fù)訓(xùn)練便利性及治療效果，且使用成本低。軟體機(jī)器人與剛性機(jī)器人相比，具有安全性高、適應(yīng)性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，更適用于康復(fù)治療及肢體功能輔助。(3)藥物輸送型軟體機(jī)器人藥物定向輸送對(duì)于治療某些疾病非常重要。如癌癥治療中因藥物到達(dá)腫瘤靶細(xì)胞的效率低下，導(dǎo)致藥物的有效性大大降低，加大藥物的劑量不僅造成了浪費(fèi)，還增加了藥物的副作用，采用藥物輸送軟體機(jī)器人可解決此問題。(4)心臟治療軟體機(jī)器人心臟衰竭是心臟惡化的最終走向，其治療的根本方法是更換心臟;但心臟供體遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，因此心室輔助裝置(VADs)成為缺少供體時(shí)的替代治療方法。哈佛大學(xué)、波士頓兒童醫(yī)院心臟外科等機(jī)構(gòu)針對(duì)心臟衰竭問題提出一系列輔助治療措