APIE2024第5届

亚太国际智能装备博览会

The 5th Asia-Pacific International Intelligent Equipment Exposition

2024.7.18-22 青岛红岛国际会议展览中心
动态正文
柔性机器人市场庞大!3D打印的医用机器人已面世
2023-04-11

据统计,2020年柔性机器人市场价值约为10.5亿美元,预计到2026年将达到63.7亿美元,平均每年的复合年增长率为 35.17%,一经面世就让很多行业受益的柔性机器人,正在逐渐发展成机器人行业的香饽饽,应用的领域随着机器人产品的发展也越来越广。

 

如今,柔性机器人在医学领域的市场十分庞大,使得医学领域的产品越来越丰富,技术也越来越先进。澳大利亚科学家开发出一种小型柔性机器人,可以直接在人体内3D打印生物材料,以修复受损的器官、组织和血管。这是前所未有的改变,目前的治疗方法都是在体外制造生物材料,但是依靠手术将其植入的过程可能会导致大量失血和感染,目前还没有商用技术可以在人体内直接进行3D打印。

 

该机器人只有11-13毫米宽,由硅橡胶等软材料制成,小到可以插入口腔或肛门,就像内窥镜工具一样,这将减少侵入性手术带来的伤害。目前,这个新型柔性机器人可改善婴儿心脏直视手术验设备使用“生物墨水”和活细胞打印出类似组织的结构,然后与人体自然融合。生物医学工程师表示,大多数细胞在打印后仍然存活,并在接下来的一周内继续生长,7天后复制出观察到四倍多的细胞。

 

机器人上的迷你3D打印机具有一个三轴打印头,可以使用软机械臂尖端的液压装置进行弯曲和扭曲。这种微型机器人还可以作为一种一体式内窥镜工具,因为它的打印喷嘴可以改变为手术刀和水刀。例如,从业者可以使用手术刀切除癌性肿瘤,然后使用水射流清洗病灶,然后直接在伤口上进行生物打印,以加快愈合过程。

 

研究团队认为,这款机器人有望在未来五到七年内实现商业化,等待进一步的临床试验。柔性机器人虽然可以在复杂的环境下执行任务,有较高的柔韧性和可塑性,但也有很多问题有待解决,否则很难投入商用。

 

柔性机器人的运动学和动力学非常复杂,需要采用高级的控制算法和传感技术来控制和监测其运动,且运动也容易受到外部干扰和环境变化的影响,这也会增加控制的难度。通过采用深度学习等技术可以提高柔性机器人的智能化水平,使机器人的适应性和灵活性得到提高,从而让机器人拥有更高级的控制算法和传感技术,以更好地控制和监测柔性机器人的运动。

 

柔性机器人需要采用大量的传感器和执行器来实现运动和控制,这对硬件和软件的设计都提出了很高的要求,也对材料的制造和加工有一定的技术和成本要求。特别是需要进入病人身体内的医学柔性机器人,传感器的体积以及柔软程度都必须达到能进入一些比较狭窄的区域的同时,不伤害到患者的身体,保障安全才是产品的首要任务。

 

柔性机器人的运动和控制需要较大的电力支持,且医学界使用的柔性机器人,还需要较长时间的续航能力,保证每一台手术的顺利进行,而这些需求就会增加能源成本和使用限制。必须研发更先进的电池技术,以提高柔性机器人的续航能力和使用寿命,同时需要配合优秀的能源管理使用程序,降低机器人的能源消耗,以增强机器人的续航能力。

 

人机交互功能也是用于医学领域的柔性机器人所必不可少的功能,作为医生的手术刀,必须能把医生的指令执行到位,才可以成为医生治疗患者的帮手。加强柔性机器人的实际应用的研究和推广,才能了解医生使用机器人的实际需求,才能针对不同的应用场景和任务研发不同类型的柔性机器人,在丰富产品品种的同时也可以把产品力提上去。

 

柔性机器人在医学领域的种种突破性更新,说明了未来医学领域将会是柔性机器人很大的市场之一,能够为医疗行业带来重大的改变和进步。机器人可以为医生和患者提供更加安全、准确、有效的治疗和手术方案,可以降低医疗事故和误诊的风险,提高治疗的成功率。随着技术的不断发展和创新,相信柔性机器人在医疗领域的应用前景会越来越广阔,市场潜力会越来越大,能更好地为人类健康事业作出更大的贡献。


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