Araştırma R-397-000-204-133 (Singapur Genç Araştırmacı Ödülü Ulusal Üniversitesi) tarafından desteklenmiştir.

<html> Not: Pnömatik kanallarına bağlı olan odacık bileşenini kalıplamak, gömülü pnömatik kanalları kavrayıcı kol bileşenleri kalıplama: tüm yumuşak pnömatik tutucu üç adım içeren bir imalat işlemi ve ardından özel bir 3D basılmış kalıplar içine silikon bazlı elastomerik karışımlar, döküm ile imal edilmiştir ve hava ile dolu bölme bileşeni mühürleme. Elastomerler 1. Hazırlık <ol><li> Bir tartı ölçekte karıştırıcı bir kap koyunuz ve dara. Bölüm A dökün ve bir 1 kap içinde silikon bazlı elastomerin B: 1 ağırlık oranında. </li><li> konteyner kapağı ve toplam ağırlığını ölçün. </li><li> Bir santrifüj mikser içine konteyner ve malzeme yerleştirin. Adım 1.2 ölçülen ağırlık mikserde ağırlık dengesini ayarlayın. </li><li> 30 saniye için, sırasıyla 2000 rpm ve 2.200 rpm karıştırma ve hava alma modu ayarlayın. üniforma kürlenme elde etmek için iyice elastomer parçaları karıştırın. </li></ol>le &quot;&gt; 2. Kalıp Tasarımı ve Üretimi Not: kalıp geometrisi farklı uygulamalar için özel gereksinimlerine bağlı olarak değişecektir. Aşağıdaki adımlar kalıp odası ve tutucu bileşeni oluşturmak için gerekli olan CAD yazılımı genel anahtar adımları göstermektedir. <ol><li> bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımı kullanılarak kalıp ve sızdırmazlık kalıp tasarlayın. Bu yazıda kullanılan kalıpların geometrisi ve özel boyutlar için Bkz: Şekil 1. <ol><li> dış sınır kutu tasarımı <ol><li> Üst düzlem üzerinde sağ tıklayın ve üst düzleme normalleştirmek için düğmeye &quot;Normal&quot; seçeneğini tıklayın. </li><li> Bir &quot;Sketch&quot; penceresini açmak için sol üst köşedeki &quot;Kroki&quot; üzerine tıklayın. Ardından, bölme bileşeninin bir dikdörtgen taban çizmek için araç çubuğunun sol üst köşesindeki &quot;Sketch&quot; butonuna tıklayın. </li><li> sk tanımlamak için, &quot;Sketch&quot; düğmesinin yanında bulunan &quot;Akıllı Boyut&quot; özelliği, üzerine tıklayınetch boyutlar. Kroki tam olarak tanımlanmış (yani, tüm çizim çizgilerde siyah olmak) ve bittiğinde kroki çıkmak olduğundan emin olun. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, Y-yönünde seçilen konturları a&#39;ya &quot;Ekstrüde Patron / Base&quot; özelliği tıklayın. </li><li> kroki uçağı önceden seçmek için modelin üst yüzeyi üzerine tıklayın. Bir dikdörtgen çizin ve 2.1.1.2 ve 2.1.1.3&#39;de açıklandığı gibi boyutlarını tanımlar. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Sonra, elastomerler (Şekil 2A) dökümü için bir boşluk kesti a&#39;ya &quot;Ekstrüde Cut&quot; özelliği tıklayın. Duvar kalınlığı 2,5 mm olduğundan emin olun. </li></ol></li><li> iç odasının tasarımı <ol><li> Açılış alanının Y-yönünde yüzeyde sağ tıklayın. Sonra, o yüzeye normalleştirmek &quot;için Normal&quot; seçeneğini tıklayın. </li><li> adımlarda 2.1.1.2 ve tarif edildiği gibi Sonraki, oda bileşeni için bir dikdörtgen çizmek için &quot;Sketch&quot; penceresinde tıklayın2.1.1.3. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, Y-yönünde (Şekil 2B) odacık bileşeni a&#39;ya &quot;Ekstrüde Patron / Base&quot; özelliği tıklayın. Not: Adım 2.1.1.6 yılında kesim derinliği bu ekstrüde tabanı göre 2,5 mm daha büyüktür. </li></ol></li><li> kıskaç bileşenin Tasarım <ol><li> tutucu bileşeni için kroki uçağı önceden seçmek için negatif X-doğrultusunda modelin yüzeyinde tıklayın. adımlar 2.1.1.2 ve 2.1.1.3 de açıklandığı gibi &quot;Sketch&quot; penceresinde bir dikdörtgen oluşturun. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Sonra, negatif X-doğrultusunda seçilen konturu a&#39;ya &quot;Ekstrüde Patron / Base&quot; özelliği tıklayın. </li><li> kroki uçağı önceden seçmek için kıskaç bileşenin üst yüzeyi üzerine tıklayın. Boyutları tam olarak tanımlandığı zaman adımlarda açıklanan 2.1.1.2 olarak kroki &quot;Sketch&quot; penceresi (Şekil 2C) içinde kıskacın bir şekil oluşturmak ve çıkınd 2.1.1.3. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, tutucu bileşeni elastomer döküm için bir boşluğu kesmek için &quot;Ekstrüde Cut&quot; üzerine tıklayın. Duvar kalınlığı 2,5 mm olduğundan emin olun. </li></ol></li><li> odası ve kıskaç arasındaki bağlantı tasarımı <ol><li> 2.1.1.2 ve 2.1.1.3&#39;de tarif edildiği gibi odası parçasının üst yüzeyi üzerinde &quot;Çizim&quot; penceresinde bir dikdörtgen oluşturur. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Sonra, oda ve kavrama bileşenleri (Şekil 2B) arasında bir bağlantı oluşturmak için &quot;Ekstrüde Cut&quot; üzerine tıklayın. </li></ol></li><li> pnömatik kanalların Tasarımı <ol><li> adımda 2.1.1.2 ve 2.1.1.3 tarif edildiği gibi pozitif X-doğrultusunda odası parçanın yüzeyinde 1.5 mm çapında daire oluşturur. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, filmaşin yerleştirme (Şekil 2E) için kanallar oluşturmak için &quot;Ekstrüde Cut&quot; üzerine tıklayın. hol sağlamakes tutucu bileşeni kesti değildir. </li></ol></li></ol></li><li> Ayrı bir CAD dosyasında kıskacın odası bileşeninin dış boyutlarından daha büyük 1 mm uzunluk ve genişliği olan bir boşluğun bir sızdırmazlık kalıp çizin. Not: duvar kalınlığı 2.5 mm dir. <ol><li> açıklanan adımlar 2.1.1.2 ve 2.1.1.3 olarak üst düzlemde bir dikdörtgen oluşturmak için &quot;Sketch&quot; penceresinde tıklayın. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, Y-yönünde seçilen konturları a&#39;ya &quot;Ekstrüde Patron / Base&quot; özelliği tıklayın. </li><li> kroki uçağı önceden seçmek için modelin üst yüzünde tıklayın. Bir dikdörtgen çizin ve adım 2.1.1.2 ve 2.1.1.3) &#39;de açıklandığı gibi boyutlarını tanımlar. </li><li> &quot;Özellikler&quot; penceresinde tıklayın. Ardından, elastomer döküm için bir boşluğu kesip a&#39;ya &quot;Ekstrüde Cut&quot; özelliği tıklayın. Duvar kalınlığı 2,5 mm olduğundan emin olun. </li></ol></li><li> 3D baskı için bir .STL dosyası olarak her kalıp parçası kaydedin. </li&gt; <li> 30 mikron çözünürlükte 3D yazıcıya .STL dosyasını yükleyin ve kalıp parçaları 9 yazdırın. </li><li> kalıp parçaları üzerinde herhangi bir destek malzemesini çıkarın ve su ile kalıp parçaları yıkayın. </li></ol> 3. Yumuşak Tek / Çift çalıştırılabilen Kol Pnömatik Gripperler <ol><li> Gömülü pnömatik kanalları ile kavrayıcı kol bileşenleri kalıp <ol><li> Buna bağlı pnömatik kanalları kapalı bir bölmeyi oluşturmak için sol ve oda bileşen (Şekil 3A) sağ tarafında iki 3B baskılı odası-blok yerleştirin. </li><li> Pnömatik kanalları (Şekil 3A) oluşturmak için kıskaç ipuçları 2 mm mesafe tutarak, haznesinden iki adet 1,5 mm çaplı titanyum tel çubuklar yerleştirin. Not: Tek çalıştırılabilen-kol kıskaç için bir filmaşin kullanın. </li><li> tamamen tutucu bileşeni doldurmak için kalıp içine elastomer karışımı dökün. </li><li> hiçbir görünür hava kabarcığı mevcut olduğundan emin olun. </li><li> Plac10 dakika boyunca 60 ° C &#39;de kür için fırına e kalıp. elastomer tedavi edildikten sonra, fırından kalıp çıkarmak. </li></ol></li><li> pnömatik kanallara bağlı döküm haznesi bileşeni <ol><li> kalıptan dışarı filmaşin ve iki odacıklı-blok çekin. </li><li> Bölmeyi (Şekil 3B) oluşturmak için kancalı komponentin üzerine 3D-baskılı kavrayıcı-blok yerleştirin. kalıp duvar deliklerini tel çubuklar yerleştirin. </li><li> kamara bileşeninin kalan kısmını doldurmak ve kalıp içinde sıkışıp hiçbir görünür hava kabarcığı olmadığından emin olmak için kalıp içine elastomer karışımı dökün. </li><li> 10 dakika süre ile 60 ° C arasında bir sıcaklıkta bir kısmını Cure. elastomer kürünü kez fırından kalıp çıkarmak. </li><li> kıskaç-blok çıkarın ve oda yapısı ile tamamen tedavi kıskacı çıkarılmasına. </li></ol></li><li> hava ile dolu bölme bileşeni Sızdırmazlık <ol><li> sızdırmazlık kalıp içine elastomer karışımı dökün ve10 dakika boyunca 60 ° C &#39;de tedavi. </li><li> tabaka sızdırmazlık tedavi 2.5 mm bir elastomerik madde tabakası fırça. Kaplanmış bir tabakanın üzerine odası yapısı ile tedavi tutucu yerleştirin ve birlikte (Şekil 3C), iki adet bağ. </li><li> Daha sonra, 15 dakika boyunca 60 ° C&#39;de tam olarak tüm yapıyı tedavi. </li><li> tam kürünü yumuşak robot tutucu cihaz Çekiç yerine. </li></ol></li></ol> Taşıma Aracı içine Yumuşak Robotik Pnömatik Tutucu Cihaz 4. yerleştirilmesi <ol><li> CAD yazılımı kullanarak Ltd. dosyasında 1 de tarif edildiği gibi işleme araçları Tasarım ve .STL dosyasına kaydedebilirsiniz. Araçları boyutları için Şekil 4 ve 5 Bkz. </li><li> 3D yazıcıya .STL dosyasını yükleyin ve kalıp parçaları 9 yazdırın. Not: manuel kontrol taşıma aracı, dikdörtgen kap ve hareketli piston (Şekil 4) Tüm baskı adımlar 3 saat 48 dakika içinde tamamlanabilir. PR(Şekil 5) aracı ve dikdörtgen kap ele robotik kontrol imal edilmesi için inting süresi 1 saat 56 dakikadır. 3D yazıcı talimatta için ek dosya 2 bakın. </li><li> Yazdırma tamamlandığında araçları üzerinde herhangi bir destek malzemesi soyulabilir. Daha sonra, su ile araçları yıkayın. </li><li> Manuel kontrol taşıma aracı (Şekil 4A) içine kıskacı takın ve hareketli bir dikdörtgen kap (Şekil 4B) ile açılış alanı kapsayacak. </li><li> Odası sıkıştırma kolaylaştırmak için hareket edebilen bir piston (Şekil 4C) yerleştirin. </li><li> Robotik kontrol taşıma aracı (Şekil 5A) içine kıskacı ve lineer aktüatör yerleştirin. Not: doğrusal aktüatör odası sıkıştırma manuel kontrol modunda hareketli pistonu değiştirir. </li><li> Hareketli dikdörtgen kap (Şekil 5B) ile açılış alanı kapsayacak. </li></ol> 5. Değerlendirme ve Kavrama Basınç Testi <ol><li> DeğerlendirmekBir tel ile kavrama testleri yaparak yumuşak kıskacın işlevselliği. <ol><li> Masanın üzerinde bir köprü teli yerleştirin. </li><li> tel iki kıskaç kolları arasında olacak şekilde kıskacı ayarlayın. </li><li> tel tutmak için mandal kolları çalıştırılması amacıyla bölme sıkıştırmak için hareketli piston hareket ettirin. Not: Yalnızca manuel kontrol taşıma aracı kavrama gösteri kullanılır. </li><li> Tutun ve telin özgün konumundan 20 cm bulunan bir kutuya teli hareket ettirin. </li></ol></li><li> kıskacın iki çene arasına bir kalibre kuvvet algılama direnci yerleştirin. Algılama alanında tutucu çeneleri kavrama sağlar. Not: Algılama alanı çapı 14.7 mm. </li><li> kuvvet algılama direncinde kavrama tutucu kolları harekete geçirmek için odasına sıkıştırın. </li><li> 10 anlatıldığı gibi yumuşak tek çalıştırılabilen-kol ve çift çalıştırılabilen-kol pnömatik tutucular oluşturabilir maksimum kavrama sıkıştırma kuvvetlerini ölçmek. Not: okuma değerleri laptop görüntülenir. maksimum kavrama basınç kuvvetleri pnömatik kanallar dayanabileceği maksimum basınç noktasında ölçülür. </li><li> Yumuşak çift çalıştırılabilen-kol pnömatik kavrayıcı bireysel elastomerik tutma çeneleri kesip. </li><li> Elastomerik kavrama çenelerinin pnömatik kanal içine forseps ipuçları takın. </li><li> forseps iki çene arasına bir kalibre kuvvet algılama direnci yerleştirin. </li><li> Bir beyin cerrahı tarafından yapılan bir simüle sinir cerrahisi sırasında elastomer kaplamalı forseps ve forseps tarafından oluşturulan basınç kuvvetleri 10 ölçün. Not: beyin cerrahı o normalde kuvvet algılama direnci gerçek ameliyat sırasında geçerli ne benzer bir kuvvet uygular. </li><li> Her testte beş çalışmalarda elde edilen verilerin ortalamasını. </li></ol>

<ol>
	<li>Tolley, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+resilient,+untethered+soft+robot.">A resilient, untethered soft robot.</a> Soft Robotics. 1 (3), 213-223 (2014).</li><li>Low, J. H., Delgado-Martinez, I., Yeow, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Customizable+soft+pneumatic+chamber-gripper+devices+for+delicate+surgical+manipulation.">Customizable soft pneumatic chamber-gripper devices for delicate surgical manipulation.</a> ASME J Med Devices. 8 (4), 044504 (2014).</li><li>Rus, D., Tolley, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+fabrication+and+control+of+soft+robots.">Design, fabrication and control of soft robots.</a> Nature. 521, 467-475 (2015).</li><li>Lee, W. J., Chan, C. P., Wang, B. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+laparoscopic+surgery.">Recent advances in laparoscopic surgery.</a> Asian J Endosc Surg. 6 (1), 1-8 (2013).</li><li>Schoeller, T., Huemer, G. M., Shafighi, M., Gurunluoqlu, R., Wechselberger, G., Piza-Katzer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microsurgical+repair+of+the+sural+nerve+after+nerve+biopsy+to+avoid+associated+sensory+morbidity:+a+preliminary+report.">Microsurgical repair of the sural nerve after nerve biopsy to avoid associated sensory morbidity: a preliminary report.</a> Neurosurgery. 54 (4), 897-900 (2004).</li><li>Bamberg, R., Jones, B., Murray, L., Sagstetter, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Laparoscopic grasper for minimally invasive laparoscopic surgery. , (2006).</li><li>Ducic, I., Hill, L., Maher, P., Al-Attar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perioperative+complications+in+patients+undergoing+peripheral+nerve+surgery.">Perioperative complications in patients undergoing peripheral nerve surgery.</a> Ann Plast Surg. 66 (1), 69-72 (2011).</li><li>Shepherd, R. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multigait+soft+robot.">Multigait soft robot.</a> PNAS. 108 (51), 20400-20403 (2011).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Objet 260 Connex User Guide. , (2016).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Force Sensing Resistor Integration Guide &amp; Evaluation Parts Catalog with Suggested Electrical Interfaces. , (2002).</li><li>Dagum, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral+nerve+regeneration,+repair,+and+grafting.">Peripheral nerve regeneration, repair, and grafting.</a> J Hand Ther. 11 (2), 111-117 (1998).</li><li>Felippe, M. M., Telles, F. L., Soares, A. C. L., Felippe, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anastomosis+between+median+nerve+and+ulnar+nerve+in+the+forearm.">Anastomosis between median nerve and ulnar nerve in the forearm.</a> J Morphol Sci. 29 (1), 23-26 (2012).</li><li>Rus, D., Tolley, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+fabrication+and+control+of+soft+robots.">Design, fabrication and control of soft robots.</a> Nature. 521, 467-475 (2015).</li><li>Elango, N., Faudzi, A. A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+article:+investigations+on+soft+materials+for+soft+robot+manipulations.">A review article: investigations on soft materials for soft robot manipulations.</a> Int J Adv Manuf Technol. 80 (5), 1027-1037 (2015).</li><li>Lu, Y. W., Kim, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microhand+for+biological+applications.">Microhand for biological applications.</a> Appl Phys Lett. 89, 1641011-1641013 (2006).</li><li>Rateni, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+development+of+a+soft+robotic+gripper+for+manipulation+in+minimally+invasive+surgery:+a+proof+of+concept.">Design and development of a soft robotic gripper for manipulation in minimally invasive surgery: a proof of concept.</a> Meccanica. 50 (11), 2855-2863 (2015).</li><li>Breger, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-folding+thermo-magnetically+responsive+soft+microgrippers.">Self-folding thermo-magnetically responsive soft microgrippers.</a> ACS Appl Mater Inter. 7 (5), 3398-3405 (2015).</li><li>Zafar, M. S., Al-Samadani, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+use+of+natural+silk+for+bio-dental+applications.">Potential use of natural silk for bio-dental applications.</a> J Taibah Univ Med Sci. 9 (3), 171-177 (2014).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Biz başarıyla elastomer kaplamalı forseps ipuçları ve forseps daha kavranan nesne üzerinde çok daha düşük sıkıştırma kuvvetlerini sarf nesnelerin uyumlu kavrama izin yumuşak robotik pnömatik tutucu cihazlar, uygulanan olduğunu ortaya koymuştur. Forseps periferik sinir onarım sırasında sinirler manipülasyon için gerekli bir araç 11, 12 ameliyatları olduğunu. Ancak, metalik yapısı aşırı kavrama güçleri ve çevre dokulara arızi hasarlara yol açtığı sinir hasarı önlemek iç...

Yumuşak robotlar robotik toplum içinde büyük bir araştırma ilgi uyandırmıştır ve böyle yapılandırılmamış ortamlarda 1 ve 2 tutmasında dalgalı hareketin gibi farklı fonksiyonel görevler kullanılmaktadır. Esas olarak yumuşak elastomerik malzemelerden oluşur ve bu, bellekli alaşımdan (SMA) şekil elektro polimer (DAP), ya da basınçlı akışkan 3 farklı malzemelerin kullanımı ile farklı uyarı teknikleri ile kontrol edilir. elektrostatik kuvvetler aktif suşlar üretmek ve böylelikle harekete geçirilmesini üretir için uyaran bir diferansiyel gerilimine dayanan EAP&#39;ler fonksiyonu. SMAS kendine özgü şekil hafıza etkisi sıcaklık değişikliği üzerine faz dönüşümleri sırasında kuvvet nesil dayalı istenen tahriki üretmek için konuşlanmıştır. Son olarak, sıkıştırılmış sıvı harekete tekniği yumuşak aktüatörler içinde sertlik farkı ikna etmek için basit bir tasarım stratejisi kolaylaştırır, daha uyumlu bölgeler gibi şişirmek olacakbasınçlandırma üzerine. Yumuşak robotlar özellikle hassas nesneler söz konusu uygulamalarda, geleneksel sabit robotların uygulamalarını genişletmek için tasarlanmıştır. Özellikle, bu yazıda, biz hassas cerrahi manipülasyon için yumuşak robotik tutucular geliştirme konusunda benzersiz bir yaklaşım sunuyoruz. Cerrahi tutma gibi karaciğer, jinekolojik, ürolojik, ve sinir onarım ameliyatları 4, 5 gibi birçok cerrahi girişimler rol oynayan önemli bir yönüdür. Genellikle bu tür kolaylaştırmak amacıyla forseps ve laparoskopik graspers gibi sert, çelik doku kavrama araçları tarafından yapılır geleneksel kavrama araçları temas 6 noktalarında yumuşak dokuda yüksek stres konsantrasyon alanları neden olabilir metalden yapılmış gibi gözlem, eksizyon, anastomoz prosedürleri, vb Ancak, son derece dikkatli gereklidir. Doku zararların şiddetine bağlı olarak, ağrı gibi çeşitli komplikasyonlar, patolojik yara dokusu formation ve hatta kalıcı sakatlık, neden olabilir. Bir önceki çalışmada periferik sinir cerrahisinde komplikasyon oranı% 3 7 olduğunu bildirdi. Bu nedenle, güvenli uyumlu tutuş sağlayan yumuşak kavrama kavramı narin cerrahi manipülasyon için umut verici bir aday olabilir. Burada, 3D baskı ve özelleştirilebilir esnek robot pnömatik tutucular imal etmek için, bir çubuk bazlı yaklaşım benimsemiştir modifiye yumuşak litografi teknikleri, bir arada sunuyoruz. Sıkıştırılmış sıvı harekete dayalı yumuşak robotların geleneksel üretim tekniği kanalları 8 mühür o ve bir sızdırmazlık süreci üzerine basılmış pnömatik kanallı bir kalıp gerektirir. Ancak, kanal tıkanıklığı kolayca mühürleme işlemi gerçekleşebilir küçük pnömatik kanalları ihtiyaç minyatür yumuşak robotlar için mümkün değildir. Geleneksel tekniği için kaplanmış bir tabaka bağlanması ile yapılabilir pnömatik kanal sızdırmazlık gerektirir. Bu nedenle, Labir bağlama katmanı minik kanallar içine dökmek ve bu kanalları tıkayabilir başlangıçta hizmet veren elastomer malzemenin Yer. Yapının ortasına pnömatik kanal konum ve geleneksel teknikler kullanılarak bir bölme bileşeni bağlamak da mümkün değildir. Önerilen yöntem, bir hava ile dolu odacığı kullanılarak çubuklara bağlanmış minyatür pnömatik kanal oluşturulmasını sağlar ve küçük kanalların sızdırmazlık gerektirmez. Buna ek olarak, pnömatik kanallarına bağlı olan odacık sıkıştırılmış sıvı çalıştırılması için dış hava kaynağı gerektirmeyen bir hava kaynağı olarak hizmet etmektedir. Bu kılavuzunu ve böylece kullanıcılara kıskaç ile başvuran bu kuvvet miktarını kontrol seçeneği sağlayan, sürükleyici bileşeni harekete geçirmek için bölme sıkıştırma kolaylaştırarak robotik kontrol modları sağlar. Bu yaklaşım, son derece özelleştirilebilir ve bu tip bir tekli ya da Mu sahip kıskaçlar gibi yumuşak kıskaç tasarımlarında çeşitli imal etmek için de kullanılabilirhareketlendirilebilen kollarını ltiple.

<table><tbody><tr><td>Weighing Scale</td><td>Severin</td><td>KW3667</td><td>(Step: Preparation of elastomers)</td></tr><tr><td>Ecoflex Supersoft 0030 Elastomer</td><td>Smooth-On</td><td>EF0030</td><td>(Step: Preparation of elastomers)</td></tr><tr><td>Planetary Centrifugal Mixer and Containers</td><td>THINKY USA Inc.</td><td>ARE-310</td><td>(Step: Preparation of elastomers)</td></tr><tr><td>Solidworks CAD</td><td>Dassault Syst&amp;egrave;mes&amp;nbsp;</td><td>Solidworks Research Subscription</td><td>(Step: Soft single/double-actuatable arm pneumatic grippers)</td></tr><tr><td>Objet 3D Printer</td><td>Stratasys</td><td>260 Connex2</td><td>(Step: Soft single/double-actuatable arm pneumatic grippers)</td></tr><tr><td>Titanium Wire Rods</td><td>Titan Engineering</td><td>N/A</td><td>(Step: Soft single/double-actuatable arm pneumatic grippers)</td></tr><tr><td>Natural Convection Oven with Timer</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>BIN#ED53</td><td>(Step: Soft single/double-actuatable arm pneumatic grippers)</td></tr><tr><td>Linear Actuator</td><td>Firgelli Technologies</td><td>L12</td><td>(Step: Insertion of soft robotic pneumatic gripper device into handling tool)</td></tr><tr><td>Jumper Wire</td><td>sgbotic</td><td>CAB-01146</td><td>(Step: Evaluations and grip compressive test)</td></tr><tr><td>Force Sensing Resistor</td><td>Interlink Electronics</td><td>FSR402</td><td>(Step: Evaluations and grip compressive test)</td></tr></tbody></table>

rod-based fabrication of customizable soft robotic pneumatic gripper devices for delicate tissue manipulation

Soft compliant gripping is essential in delicate surgical manipulation for minimizing the risk of tissue grip damage caused by high stress concentrations at the point of contact. It can be achieved by complementing traditional rigid grippers with soft robotic pneumatic gripper devices. This manuscript describes a rod-based approach that combined both 3D-printing and a modified soft lithography technique to fabricate the soft pneumatic gripper. In brief, the pneumatic featureless mold with chamber component is 3D-printed and the rods were used to create the pneumatic channels that connect to the chamber. This protocol eliminates the risk of channels occluding during the sealing process and the need for external air source or related control circuit. The soft gripper consists of a chamber filled with air, and one or more gripper arms with a pneumatic channel in each arm connected to the chamber. The pneumatic channel is positioned close to the outer wall to create different stiffness in the gripper arm. Upon compression of the chamber which generates pressure on the pneumatic channel, the gripper arm will bend inward to form a close grip posture because the outer wall area is more compliant. The soft gripper can be inserted into a 3D-printed handling tool with two different control modes for chamber compression: manual gripper mode with a movable piston, and robotic gripper mode with a linear actuator. The double-arm gripper with two actuatable arms was able to pick up objects of sizes up to 2 mm and yet generate lower compressive forces as compared to elastomer-coated and non-coated rigid grippers. The feasibility of having other designs, such as single-arm or hook gripper, was also demonstrated, which further highlighted the customizability of the soft gripper device, and it's potential to be used in delicate surgical manipulation to reduce the risk of tissue grip damage.

Yumuşak robotik pnömatik tutucu cihazlar çapa kadar 1.2 mm boyutlarında (Şekil 6) ile nesneleri toplayıp yeteneğine idi. 1.71 ± 0.16 N ve 2.61 ± 0.22 N basınç kuvvetlerinde kıyasla maksimum kavrama basınç kuvveti tek hareketlendirilebilen-kol tarafından oluşturulan ve hareketlendirilebilen-kol çift-yumuşak kavrama cihazları, 0.79 ± 0.14 N sırasıyla 0.27 ± 0.07 N ve vardı elastomer kaplamalı forseps ve kaplanmamış forseps (Şekil 7)</str...

Watch this Scientific Journal Video about Rod-based Fabrication of Customizable Soft Robotic Pneumatic Gripper Devices for Delicate Tissue Manipulation at JoVE.com

Rod-based Fabrication of Customizable Soft Robotic Pneumatic Gripper Devices for Delicate Tissue Manipulation

This protocol describes a rod-based approach, combining 3D-printing and soft lithography techniques for fabricating the soft gripper devices. This approach eliminates the need for an external air source by incorporating a chamber component and reduces the chance of occlusion during the sealing process, particularly for miniaturized pneumatic channels.

Narin Doku Manipülasyon için Özelleştirilebilir Yumuşak Robotik Pnömatik Tutucu Cihazlar Rod tabanlı Fabrikasyon

Soft compliant gripping is essential in delicate surgical manipulation for minimizing the risk of tissue grip damage caused by high stress concentrations ...

rod-based-fabrication-customizable-soft-robotic-pneumatic-gripper

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Bioengineering

8.7K Görüntüleme.  National University of Singapore. This protocol describes a rod-based approach, combining 3D-printing and soft lithography techniques for fabricating the soft gripper devices. This approach eliminates the need for an external air source by incorporating a chamber component and reduces the chance of occlusion during the sealing process, particularly for miniaturized pneumatic channels.

Video: Rod-based Fabrication of Customizable Soft Robotic Pneumatic Gripper Devices for Delicate Tissue Manipulation

Fabrication of Biologically Derived Injectable Materials for Myocardial Tissue Engineering

This protocol provides methods for the preparation of an injectable extracellular matrix (ECM) gel for myocardial tissue engineering applications. Briefly, decellularized tissue is lyophilized, milled, enzymatically digested, and then brought to physiological pH. The lyophilization removes all water content from the tissue, resulting in dry ECM that can be ground into a fine powder with a small mill. After milling, the ECM powder is digested with pepsin to form an injectable matrix. After adjustment to pH 7.4, the liquid matrix material can be injected into the myocardium. Results of previous characterization assays have shown that matrix gels produced from decellularized pericardial and myocardial tissue retain native ECM components, including diverse proteins, peptides and glycosaminoglycans. Given the use of this material for tissue engineering, in vivo characterization is especially useful; here, a method for performing an intramural injection into the left ventricular (LV) free wall is presented as a means of analyzing the host response to the matrix gel in a small animal model. Access to the chest cavity is gained through the diaphragm and the injection is made slightly above the apex in the LV free wall. The biologically derived scaffold can be visualized by biotin-labeling before injection and then staining tissue sections with a horse radish peroxidase-conjugated neutravidin and visualizing via diaminobenzidine (DAB) staining. Analysis of the injection region can also be done with histological and immunohistochemical staining. In this way, the previously examined pericardial and myocardial matrix gels were shown to form fibrous, porous networks and promote vessel formation within the injection region.

Methods for preparing an injectable matrix gel from decellularized tissue and injecting it into rat myocardium in vivo are described.

Miyokard Doku Mühendisliği Biyolojik Türetilmiş Enjektabl Malzeme imalatı

This protocol provides methods for the preparation of an injectable extracellular matrix (ECM) gel for myocardial tissue engineering applications.  ...

Biyomühendislik

Fabrication of Soft Pneumatic Network Actuators with Oblique Chambers

Soft pneumatic network actuators have become one of the most promising actuation devices in soft robotics which benefits from their large bending deformation and low input. However, their monotonous bending motion form in two-dimensional (2-D) space keeps them away from wide applications. This paper presents a detailed fabrication method of soft pneumatic network actuators with oblique chambers, to explore their motions in three-dimensional (3-D) space. The design of oblique chambers enables actuators with tunable coupled bending and twisting capabilities, which gives them the possibility to move dexterously in flexible manipulators, to become biologically inspired robots and medical devices. The fabrication process is based on the molding method, including the silicone elastomer preparation, chamber and base parts fabrication, actuator assembly, tubing connections, checks for leaks, and actuator repair. The fabrication method guarantees the rapid manufacturing of a series of actuators with only a few modifications in the molds. The test results show the high quality of the actuators and their prominent bending and twisting capabilities. Experiments of the gripper demonstrate the advantages of the development in adapting to objects with different diameters and providing sufficient friction.

Here we present a fabrication method of soft pneumatic network actuators with oblique chambers. The actuators are capable of generating coupled bending and twisting motions, which broadens their application in soft robotics.

Yumuşak Pnömatik ağ aktüatörler eğik Chambers ile imalatı

Soft pneumatic network actuators have become one of the most promising actuation devices in soft robotics which benefits from their large bending ...

Mühendislik

Design and Fabrication of an Elastomeric Unit for Soft Modular Robots in Minimally Invasive Surgery

In recent years, soft robotics technologies have aroused increasing interest in the medical field due to their intrinsically safe interaction in unstructured environments. At the same time, new procedures and techniques have been developed to reduce the invasiveness of surgical operations. Minimally Invasive Surgery (MIS) has been successfully employed for abdominal interventions, however standard MIS procedures are mainly based on rigid or semi-rigid tools that limit the dexterity of the clinician. This paper presents a soft and high dexterous manipulator for MIS. The manipulator was inspired by the biological capabilities of the octopus arm, and is designed with a modular approach. Each module presents the same functional characteristics, thus achieving high dexterity and versatility when more modules are integrated. The paper details the design, fabrication process and the materials necessary for the development of a single unit, which is fabricated by casting silicone inside specific molds. The result consists in an elastomeric cylinder including three flexible pneumatic actuators that enable elongation and omni-directional bending of the unit. An external braided sheath improves the motion of the module. In the center of each module a granular jamming-based mechanism varies the stiffness of the structure during the tasks. Tests demonstrate that the module is able to bend up to 120&#176; and to elongate up to 66% of the initial length. The module generates a maximum force of 47 N, and its stiffness can increase up to 36%.

This paper describes the design and fabrication of a soft unit for surgical manipulators. The base module includes three flexible fluidic actuators to achieve omnidirectional bending and elongation, and a granular jamming-based mechanism to enable stiffness control. A complete mechanical characterization is also reported.

Tasarım ve Yumuşak Modüler Robotlar için bir Elastomerik Birimi Fabrikasyon Minimal İnvaziv Cerrahi

In recent years, soft robotics technologies have aroused increasing interest in the medical field due to their intrinsically safe interaction in ...

Design and Implementation of a Bespoke Robotic Manipulator for Extra-corporeal Ultrasound

With the potential for high precision, dexterity, and repeatability, a self-tracked robotic system can be employed to assist the acquisition of real-time ultrasound. However, limited numbers of robots designed for extra-corporeal ultrasound have been successfully translated into clinical use. In this study, we aim to build a bespoke robotic manipulator for extra-corporeal ultrasound examination, which is lightweight and has a small footprint. The robot is formed by five specially shaped links and custom-made joint mechanisms for probe manipulation, to cover the necessary range of motion with redundant degrees of freedom to ensure the patient&#39;s safety. The mechanical safety is emphasized with a clutch mechanism, to limit the force applied to patients. As a result of the design, the total weight of the manipulator is less than 2 kg and the length of the manipulator is about 25 cm. The design has been implemented, and simulation, phantom, and volunteer studies have been performed, to validate the range of motion, the ability to make fine adjustments, mechanical reliability, and the safe operation of the clutch. This paper details the design and implementation of the bespoke robotic ultrasound manipulator, with the design and assembly methods illustrated. Testing results to demonstrate the design features and clinical experience of using the system are presented. It is concluded that the current proposed robotic manipulator meets the requirements as a bespoke system for extra-corporeal ultrasound examination and has great potential to be translated into clinical use.

This paper introduces the design and implementation of a bespoke robotic manipulator for extra-corporeal ultrasound examination. The system has five degrees of freedom with lightweight joints made by 3D printing and a mechanical clutch for safety management.

Tasarım ve ekstra cismani ultrason için ısmarlama bir robot manipülatör

With the potential for high precision, dexterity, and repeatability, a self-tracked robotic system can be employed to assist the acquisition of real-time ...

Rapid Manufacturing of Thin Soft Pneumatic Actuators and Robots

This protocol describes a method for rapid manufacturing of soft pneumatic actuators and robots with an ultrathin form factor using a heat press and a laser cutter machine. The method starts with the lamination of thermoplastic polyurethane (TPU) sheets using a heat press for 10 min at the temperature of ~93 &#176;C. Next, the parameters of the laser cutter machine are optimized to produce a rectangular balloon with maximum burst pressure. Using the optimized parameters, the soft actuators are laser cut/welded three times sequentially. Next, a dispensing needle is attached to the actuator, allowing it to be inflated. The effect of geometrical parameters on the deflection of the actuator are studied systematically by varying the channel width and length. Finally, the performance of the actuator is characterized using an optical camera and a fluid dispenser. Conventional fabrication methods of soft pneumatic actuators based on silicone molding are time consuming (several hours). They also result in strong but bulky actuators, which limits the actuator&#8217;s applications. Moreover, microfabrication of thin pneumatic actuators is both time-consuming and expensive. The proposed manufacturing method in the current work resolves these issues by introducing a fast, simple, and cost-effective fabrication method of ultrathin pneumatic actuators.

This protocol describes a method for rapid manufacturing of soft pneumatic actuators and robots with a thin form factor. The fabrication method starts with lamination of thermoplastic polyurethane (TPU) sheets followed by laser cutting/welding of a two-dimensional pattern to form actuators and robots.

İnce Yumuşak Pnömatik Aktüatör ve Robotların Hızlı İmalatı

This protocol describes a method for rapid manufacturing of soft pneumatic actuators and robots with an ultrathin form factor using a heat press and a ...

Fabrication of Carbon-Based Ionic Electromechanically Active Soft Actuators

Ionic electromechanically active capacitive laminates are a type of smart material that move in response to electrical stimulation. Due to the soft, compliant and biomimetic nature of this deformation, actuators made of the laminate have received increasing interest in soft robotics and (bio)medical applications. However, methods to easily fabricate the active material in large (even industrial) quantities and with a high batch-to-batch and within-batch repeatability are needed to transfer the knowledge from laboratory to industry. This protocol describes a simple, industrially scalable and reproducible method for the fabrication of ionic carbon-based electromechanically active capacitive laminates and the preparation of actuators made thereof. The inclusion of a passive and chemically inert (insoluble) middle layer (e.g., a textile-reinforced polymer network or microporous Teflon) distinguishes the method from others. The protocol is divided into five steps: membrane preparation, electrode preparation, current collector attachment, cutting and shaping, and actuation. Following the protocol results in an active material that can, for example, compliantly grasp and hold a randomly shaped object as demonstrated in the article.

This article describes a fast and simple manufacturing process of ionic electromechanically active composite materials for actuators in biomedical, biomimetic and soft robotics applications. The key fabrication steps, their importance for the actuators&#39; final properties, and some of the main characterization techniques are described in detail.

Karbon Bazlı İonik Elektromekanik Aktif Yumuşak Aktüatörlerin İmalatı

Ionic electromechanically active capacitive laminates are a type of smart material that move in response to electrical stimulation. Due to the soft, ...

Manufacturing, Control, and Performance Evaluation of a Gecko-Inspired Soft Robot

This protocol presents a method for manufacturing, control, and evaluation of the performance of a soft robot that can climb inclined flat surfaces with slopes of up to 84&#176;. The manufacturing method is valid for the fast pneunet bending actuators in general and might, therefore, be interesting for newcomers to the field of actuator manufacturing. The control of the robot is achieved by means of a pneumatic control box that can provide arbitrary pressures and can be built by only using purchased components, a laser cutter, and a soldering iron. For the walking performance of the robot, the pressure-angle calibration plays a crucial role. Therefore, a semi-automated method for the pressure-angle calibration is presented. At high inclines (&#62; 70&#176;), the robot can no longer reliably fix itself to the walking plane. Therefore, the gait pattern is modified to ensure that the feet can be fixed on the walking plane.

This protocol provides a detailed list of steps to be performed for the manufacturing, control and evaluation of the climbing performance of a gecko-inspired soft robot.

Gecko'dan Esinlenilmiş Yumuşak Robotun İmalatı, Kontrolü ve Performans Değerlendirmesi

This protocol presents a method for manufacturing, control, and evaluation of the performance of a soft robot that can climb inclined flat surfaces with ...

Four-Dimensional Printing of Stimuli-Responsive Hydrogel-Based Soft Robots

The present protocol describes the creation of four-dimensional (4D), time-dependent, shape-changeable, stimuli-responsive soft robots using a three-dimensional (3D) bio-printing method. Recently, 4D printing techniques have been extensively proposed as innovative new methods for developing shape-transformable soft robots. In particular, 4D time-dependent shape transformation is an essential factor in soft robotics because it allows effective functions to occur at the right time and place when triggered by external cues, such as heat, pH, and light. In line with this perspective, stimuli-responsive materials, including hydrogels, polymers, and hybrids, can be printed to realize smart shape-transformable soft robotic systems. The current protocol can be used to fabricate thermally responsive soft grippers composed of N-isopropylacrylamide (NIPAM)-based hydrogels, with overall sizes ranging from millimeters to centimeters in length. It is expected that this study will provide new directions for realizing intelligent soft robotic systems for various applications in smart manipulators (e.g., grippers, actuators, and pick-and-place machines), healthcare systems (e.g., drug capsules, biopsy tools, and microsurgeries), and electronics (e.g., wearable sensors and fluidics).

This manuscript describes a 4D printing strategy for fabricating intelligent stimuli-responsive soft robots. This approach can provide the groundwork to facilitate the realization of intelligent shape-transformable soft robotic systems, including smart manipulators, electronics, and healthcare systems.

Uyaranlara Duyarlı Hidrojel Tabanlı Yumuşak Robotların Dört Boyutlu Baskısı

The present protocol describes the creation of four-dimensional (4D), time-dependent, shape-changeable, stimuli-responsive soft robots using a ...

Gelişmiş Kavrama ve Parmak Kurtarma ile İnme Rehabilitasyonunda Devrim Yaratıyor

A Flexible Wearable Supernumerary Robotic Limb for Chronic Stroke Patients

In this study, we present a flexible wearable supernumerary robotic limb that helps chronic stroke patients with finger rehabilitation and grasping movements. The design of this innovative limb draws inspiration from bending pneumatic muscles and the unique characteristics of an elephant's trunk tip. It places a strong emphasis on crucial factors such as lightweight construction, safety, compliance, waterproofing, and achieving a high output-to-weight/pressure ratio. The proposed structure enables the robotic limb to perform both envelope and fingertip grasping. Human-robot interaction is facilitated through a flexible bending sensor, detecting the wearer's finger movements and connecting them to motion control via a threshold segmentation method. Additionally, the system is portable for versatile daily use. To validate the effectiveness of this innovation, real-world experiments involving six chronic stroke patients and three healthy volunteers were conducted. The feedback received through questionnaires indicates that the designed mechanism holds immense promise in assisting chronic stroke patients with their daily grasping activities, potentially improving their quality of life and rehabilitation outcomes.

Yazar Spotlight: Esnek Robotik Uzuvları Olan Hemiplejik Hastalar için Kavrama Yeteneklerini Geliştirme 

This protocol introduces a flexible wearable supernumerary robotic limb tailored to assist in finger rehabilitation for stroke patients. The design incorporates a bending sensor to facilitate seamless human-robot interaction. Validation through experiments involving both healthy volunteers and stroke patients underscores the efficacy and dependability of the proposed study.

Kronik İnme Hastaları için Esnek Giyilebilir Supernumerary Robotik Uzuv

In this study, we present a flexible wearable supernumerary robotic limb that helps chronic stroke patients with finger rehabilitation and grasping ...

Narin Doku Manipülasyon için Özelleştirilebilir Yumuşak Robotik Pnömatik Tutucu Cihazlar Rod tabanlı Fabrikasyon

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Miyokard Doku Mühendisliği Biyolojik Türetilmiş Enjektabl Malzeme imalatı

Yumuşak Pnömatik ağ aktüatörler eğik Chambers ile imalatı

Tasarım ve Yumuşak Modüler Robotlar için bir Elastomerik Birimi Fabrikasyon Minimal İnvaziv Cerrahi

Tasarım ve ekstra cismani ultrason için ısmarlama bir robot manipülatör

İnce Yumuşak Pnömatik Aktüatör ve Robotların Hızlı İmalatı

Karbon Bazlı İonik Elektromekanik Aktif Yumuşak Aktüatörlerin İmalatı

Gecko'dan Esinlenilmiş Yumuşak Robotun İmalatı, Kontrolü ve Performans Değerlendirmesi

Uyaranlara Duyarlı Hidrojel Tabanlı Yumuşak Robotların Dört Boyutlu Baskısı

Kronik İnme Hastaları için Esnek Giyilebilir Supernumerary Robotik Uzuv

Kronik İnme Hastaları için Esnek Giyilebilir Supernumerary Robotik Uzuv