多路复用光纤的连续体机器人
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给手术机器人装上“触觉大脑”!中国团队研发光纤触觉机器人,实现介入手术“全身感知”
机器人大讲堂· 2025-10-31 15:30
在当今的医疗科技领域,介入治疗因其创伤小、恢复快的特点,正逐渐成为许多疾病的首选治疗方案。但传统的手术机器人多为"关节式"的刚性结构,它们在开阔 空间内表现出色,但难以进入人体内许多迂回狭窄的天然腔道。连续体机器人则不同,它像章鱼的触手一般没有明显的关节,整个身体由柔性的材料构成,可以实 现平滑的连续弯曲。这种"无骨"的设计赋予了它极高的灵活性和形状适应性,能够自然地贴合复杂解剖结构,直达深部目标。 然而,这种灵活性也带来了新的挑战。在不可视的管腔内行进时,机器人的本体不可避免地会与血管壁、支气管壁等组织发生接触。如果机器人无法感知这些接 触,一味地"硬闯",轻则导致操作不精准,重则可能刺穿管壁,引发严重并发症。因此,为连续体机器人赋予"触觉",使其能实时量化与环境的相互作用力,并据 此调整自身形状,是实现安全、精准介入手术的关键。 现有的力传感技术路径 , 例如 基于模型 、 电子传感器的方法 , 一般会面临 体积较大、刚性高,难以微型化并集成到柔性机器人的全身,因此实现全身范围的 接触感知是亟待解决的难题。 该技术的硬件核心是一种巧妙的光纤复用设计 。研究人员将特殊的单芯光纤( SCF )作为驱动连续体机 ...