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马里兰大学案例:一种集成微流体电路的软体机械手
2022-12-30953次
马里兰大学的科学家的创新之处在于,他们基于微流控里的压力控制方式,仅用一个压力输入便控制了一只软体机械手……


这是微纳立方第34篇微流控推文。

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《超能陆战队》里的大白就是软体机器人。

 


软体机器人采用柔软材料制作,其驱动方式为液体或气体,特定应用中难以被取代,例如地震救援中,软体机器人可以变形以进入狭小空间。通常软体机器人每个部件都需要单独控制,而马里兰大学的科学家的创新之处在于,他们基于微流控里的压力控制方式,仅用一个压力输入便控制了一只软体机械手(他们还3D打印了一只软体乌龟),打破便携性和实用性方面的限制,并在2021年于Science Advances上发表论文。

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(3D打印的软体乌龟)


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(软体机械手通关超级玛丽)


Ryan Sochol团队制作的软体机械手,会根据接收到的压力信号不同,对机械手进行不同的控制运动,科学家们把手指的一连串动作写入程序,让软体机械手自己玩超级玛丽,并通关第一关。

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(输入不同大小的Pg,可以控制不同的手指运动)


Ryan Sochol团队在有限元分析所需压力时,他们就知道需要一种稳定、精确、重复性高的压力控制器,因为哪怕是微弱的一个压力信号的跳变,都可能导致实验失败。最终他们选择了法国Fluigent的压力泵和流量计,在好工具的加持下,他们的实验完成得很成功。

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(压力泵、流量计和机械手的控制连接示意图)

 

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(Fluigent压力泵单手使用场景,一边调整压力/流量,一边观察实验现象)


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