面向生物医学应用的可编程形状自适应多材料微型机器人
机器人学
2024-01-02 v1
摘要
具鞭毛微生物可在低雷诺数下游动并适应环境变化；具体而言，其鞭毛可通过基因表达切换形状或模式。过去十年中，研究致力于制造和探究无法适应环境的刚性微型机器人。近年来，模仿真实微生物的自适应微型机器人受到更多关注。然而，尽管已出现一些基于水凝胶实现的自适应微型机器人，但环境诱导形变前后微型机器人的游动行为尚未以系统化的标准方式进行预测。本文结合实验、有限元分析和动力学建模，实现了对这类自适应微型机器人的全面理解。上述三部分相互交叉验证，证明了该方法的有效性，从而促进了具有可编程形状乃至可编程游动性能的微型机器人在生物领域的应用。此外，成功演示了利用所提出的微型机器人进行靶向物体递送的应用。最后，通过细胞毒性测试证明了所提出的微型机器人在生物医学应用中的潜力。
引用
@article{arxiv.2401.00375,
title = {Shape-programmable Adaptive Multi-material Microrobots for Biomedical Applications},
author = {Liyuan Tan and Yang Yang and Li Fang and David J. Cappelleri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.00375},
year = {2024}
}