磁性驅動的小型軟機器人由于其快速、可編程變形，能夠遠程、無繩驅動完成復雜任務，在生物醫學領域具有廣闊的應用前景。盡管針對磁性軟機器人提出了多種材料和設計，但在小磁場下產生強驅動仍然具有挑戰性。受節肢動物物種的啟發，來自西安交通大學唐敬達副教授和華中科技大學鄧謙副教授研究團隊利用3D打印水凝膠開發了具有關節結構的磁性軟微型機器人，這種磁性節肢動物微型機器人在外科手術中具有潛在應用。相關論文“Magnetic Arthropod Millirobots Fabricated by 3D-Printed Hydrogels”發表于雜志advanced intelligent systems上。
在本文中，研究者開發了一系列仿生磁性節肢動物微型機器人。 基本變形單元是帶接頭的磁束。關節可以將彎曲變形轉化為折疊變形，關節區域局部變形。 如圖1d所示，連接的梁變形為v型(折疊模式)，而沒有連接的梁變形為u型(彎曲模式)。 顯然，v形試樣的應變能儲存更密集，且集中在銳角附近。 從圖1e可以看出，折疊模式比彎曲模式更節能，因為要達到與彎曲模式相同的彎曲角度，折疊模式所需的應變能更少。 在這里，研究者用墨水打印的磁性水凝膠制造了磁性節肢動物微型機器人。該油墨由微凝膠增強聚丙烯酰胺(PAAm)水凝膠前驅體、納米粘土和釹鐵硼(NdFeB)微粒構成(圖1f)。
綜上所述，研究者提出了用3d打印制作磁性節肢動物軟微機器人。并且設計了一種具有多模態運動的六臂節肢微型機器人，用于異物清除。值得注意的是，微型機器人用于異物清除的演示還非常初級，沒有任何體內驗證。對于微型機器人的效用評估還需要進行更多的研究。但3d打印結構與關節的設計理念可以擴展到更多的磁性軟機器人。
來源：南極熊3D打印網 https://www.nanjixiong.com/thread-151300-1-1.html
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