南洋理工大學研究團隊研發(fā)出一種用3D打印的活性織物,不但靈活可穿戴,也能根據需要增加硬度,未來可進一步發(fā)展成醫(yī)療設備或軟體機器人。
以南洋理工大學機械與航空航天工程學院南洋助理教授王一凡(中)為首的研究團隊,展示由外骨骼織物制成的不同原型,包括手肘部位支撐裝置、頭盔及手腕支撐裝置。圖中左右分別為南大博士生楊旭東及陳天雨。(南大提供)
南大星期四(7月18日)發(fā)文告指出,機械與航空航天工程學院南洋助理教授王一凡帶領的研究團隊,融合幾何設計、3D打印,以及機器人控制等技術,打印出具有多功能的外骨骼織物(RoboFabric),再制成各種醫(yī)療設備原型。
研發(fā)概念源自穿山甲和犰狳鱗片
文告指出,新技術的研發(fā)概念源自穿山甲和犰狳(armadillos)相互交錯形成保護殼的鱗片。這個正在申請專利的技術,是根據先進的算法,通過3D打印機,打印出一塊塊的單元塊??蒲腥藛T之后會使用金屬纖維,穿過每塊單元塊,將它們串聯起來,過程中還要不斷施加負壓。當金屬纖維收縮時,3D打印單元塊會互鎖并變硬,從而使RoboFabric的硬度增加350倍以上,并提供額外的強度和穩(wěn)定性??蒲腥藛T再根據需要,制成有不同功能的原型。
研究團隊利用這種多功能材料,研發(fā)出一種手肘部位支撐裝置,可幫助人們舉起更重的物體。數據顯示,當人們在使用這個裝置輔助關節(jié),以提起重物時,肌肉活動可減少高達40%。另一個原型則是手腕支撐裝置,它可以幫助手抖的帕金森癥患者穩(wěn)定關節(jié),進行日?;顒?。有望成醫(yī)療設備替代選項 助患者執(zhí)行日常任務
RoboFabric未來有望成為部分醫(yī)療設備的替代選項。王一凡說,需要石膏固定的骨折患者,日后或可選擇定制一種靈活的肢體支撐裝置,而這種裝置在變硬之前類似于織物。與傳統(tǒng)不可拆卸的石膏不同,患者只須按一下按鈕即可輕松穿上或脫下這一裝置。
在日常生活中,關節(jié)支撐裝置則可幫助年長者完成日常任務,幫助他們減少提重物時所需的肌肉力量。
陳篤生醫(yī)院康復醫(yī)學科主任兼高級顧問醫(yī)生、臨床醫(yī)學創(chuàng)新主任羅榮裕兼任副教授對這項新技術給予獨立評論時說,南大的發(fā)明在康復醫(yī)學領域具有一定的應用前景。他指RoboFabric有潛能應用于關節(jié)受傷或中風患者,協助他們執(zhí)行一些日常任務。
研究團隊的研發(fā)成果,已分別發(fā)表在《先進材料》和《科學機器人》學術期刊。
文章來源:聯合早報
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