EO

Een ‘zachte’ micro-actuator voor de OK en de diepzee (video)

06 september 2018 om 11:54 uur

Een nieuw type ‘soft micro-actuator kan de micromanipulatie van weefsels tijdens operaties helpen verbeteren chirurgie. Maar ook het hanteren en manipuleren van gevoelige voorwerpen in de diepzee.


Het manipuleren van delicate weefsels zoals bloedvaten gedurende tijdens moeilijke operaties of het vastgrijpen van fragiele organismen in de diepzee is een uitdaging voor zowel chirurgen als onderzoekers. Robotexperts hebben zich op dit probleem gestort en zachte micro-actuatoren ontwikkeld. Door gebruik te maken van elastische materialen en door de uitzetting of inkrimping van ingebedde actieve componenten, kan hun vorm veranderen om objecten voorzichtig te hanteren zonder ze te beschadigen. Maar de gangbare beperken nog de bewegingsvrijheid en de kracht die ze kunnen uitoefenen voor het doel waar chirurgen en onderzoekers ze voor willen gebruiken.

 

Problemen

De problemen zijn vooral de grootte en de mogelijke bewegingen stelt promovenda Nina Sinatra. Zij werkt aan het Harvard's Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering en de Harvard Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). Onder leiding van Robert Wood, en Kevin Kit Parker werkt onder andere Sinatra aan een nieuwe type zachte micro-actuator. De nieuwe actuator wordt opgebouwd uit eenvoudige vormen en geometrieën om tot een grotere taaiheid te komen en verschillende buig- en buigrotatiebewegingen mogelijk te maken.

 

Zachte lithografie

Dat is gelukt door twee verschillende productiemethodes toe te passen en materialen. Allereerst is met zachte lithografie de elastische component van de microactuator gemaakt: een dunne, langgerekte vorm met een rechthoekige doorsnede in polydimethylsiloxaan (PDMS). Zachte lithografie is een gelaagde productietechniek die wordt toegepast om microstructuren te maken van zachte elastomeren. Door de micro-actuator laag voor laag te vervaardigen kan aan één zijde een hol kanaal worden gemaakt, die in het afgewerkte ontwerp onder druk kan worden gezet met lucht of vloeistof om de bewegingen van de micro-actuator te activeren.

 

RJS

Voor de nanovezelcomponent van de microactuator maakte het team gebruik van een eerder door Parker's groep ontwikkelde roterende jetspintechniek (RJS) om van biologische materialen nanovezels te maken. Bij RJS extrudeert een roterende straalpijp een oplossing van eiwitten of polymeren die stollen als dunne nanofibers. Voor de micro-actuator zijn synthetische polymeren als nylon en polyurethaan gebruikt. De geëxtrudeerde nanovezels zijn tot een weefsel samengesteld, aan de tegenovergestelde kant van het kanaal in de zachte PDMS-component. Als het kanaal onder druk staat, versterkt het nanoweefsel één zijde van de actuator en zorgt voor een preferente buigrichting.

 

Bewegingen programmeren

De micro-actuatoren blijken 2,3 keer steviger dan micro-actuatoren gemaakt van PDMS alleen en kunnen een bijna 26% hoger druk. "Door de oriëntatie van de nanovezel en de insnijding van schuine patronen te variëren, konden we buigbewegingen programmeren", aldus Sinatra. "Dit nieuwe prototype zachte micro-actuatoren is een geweldig uitgangspunt voor echte toepassingen. Door de koppeling van dit nieuwe actuatorontwerp met andere gereedschappen, kan micromanipulatie van fragiele objecten in uitdagende omgevingen worden vergemakkelijkt", aldus Wood.

 

Gerelateerd nieuws

Hoe kun je de complexiteit van high tech systemen aanpakken?

Hoe kun je de complexiteit van high tech systemen aanpakken?

TNO, Obeo en Altran gaan samenwerken aan oplossingen voor de complexiteit van high tech systemen. Het menselijk brein kan deze volgens hen namelijk eigenlijk niet meer overzien.

Grootste kraan ter wereld voor hefplatform Voltaire

Grootste kraan ter wereld voor hefplatform Voltaire

Huisman heeft een order ontvangen voor het design, de engineering, de bouw en levering van de hoofdkraan op het nieuwste wind- turbineinstallatieschip van Jan De Nul, de Voltaire. De kraan heeft de capaciteit om de…

In de maak: de aerodynamische kappen van de snelste ligfiets ter wereld (video)

In de maak: de aerodynamische kappen van de snelste ligfiets ter wereld

Vorig jaar won Lieke de Cock het wereldkampioenschap snelfietsen door met 120 km/u door de Nevadawoestijn te scheuren. Dit deed ze in een aerodynamische hightech ligfiets van het Human Power Team. Dit jaar staan de…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
MGBS de slanke versie binnen de MGB serie

Ter aanvulling op de MGB serie heeft EUCHNER de MGBS uitgebracht, die uitkomst biedt op plaatsen met weinig ruimte en op...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

6 mei 2019, Leuven

Vezelversterkte kunststof composieten

In deze cursus krijg je handvatten voor het toepassen van kunststof composiet materialen in je eigen werk...

8 mei 2019

RAM optimalisatie en optimalisatie met FMECA

De cursus verschaft u met behulp van RAM optimalisatie inzicht in de betrouwbaarheid van complexe...

Meer agendapunten »