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机械工程师开发了一种柔软的机器人抓手,足以处理单个液滴,从而有助于远程清洁生物液体溢出物。

时间:2023-11-03   访问量:82

安全措施可以减少实验室产生的感染数量,特别是与人类接触的液体泄漏。但更好的是,研究人员开发了一种新的软机器人操纵器,这意味着员工不必物理接触潜在危险的生物流体。


在许多液体泄漏中,由于毒性、传染风险或周围环境存在其他危险,人工清理可能会很危险。科罗拉多州立大学的机械工程师表示,这种远程自动化机器人可以最大限度地减少人类接触泄漏的情况。科罗拉多州立大学工程师创造了第一个足够灵敏的软夹具,可以拾取单个液滴。

 

工人易受伤害

COVID-19 以戏剧性的方式向我们表明,我们的医疗保健系统在应对传染性病原体(包括接触血液、唾液和尿液等体液中的传染性病原体)方面准备不足。


医护人员和临床实验室工作人员特别容易受到实验室获得性感染,因为他们处理标本。因此,他们处于实验室获得性感染的前线。


这些感染是公共卫生问题,因为受感染的工人可能存在传播给同事、亲戚、家庭成员或其他人的风险。

精准清理


该大学自适应机器人实验室的博士后孙杰峰帮助工程师开发了该工具,他说,一旦发生泄漏,机器人夹具会执行精确的清理工作,而不会损失任何液体。

有关该团队工作的详细信息,请参阅英国皇家化学学会期刊《材料视野》上的文章“生物流体液滴的按需、远程和无损操作” 。虽然重量轻、价格便宜的夹具能够完成精细的工作,但它们的强度比相同重量的人类肌肉强 100 倍。

软体机器人重量轻,触感轻柔,这是传统机器人难以实现的。它们的重量要轻得多,而且生产成本只是传统机器人的一小部分。“一个和我手指一样大的夹具只有一两克,包括嵌入的人造肌肉。而且价格便宜——只要一两美元,”Sun 补充道。

“这些液滴操纵器价格低廉,可以一次性使用,但也足以完成其他机器人从未做过的精确、无损的液体清理工作,”孙说。

附加涂层


软机器人抓手经过新型超全疏涂层处理,使液滴操纵器成为可能。孙说,这种涂层使机器人能够与液滴相互作用,而不会破坏其表面张力,因此它可以像柔性固体一样抓取、运输和释放单个液滴。


Sun补充说,这种涂层由当时的科罗拉多州立大学副教授阿伦·科塔(Arun Kota)开发,可以抵抗几乎所有类型的液体润湿,即使液体及其覆盖的表面倾斜或移动。科塔现在是北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程副教授。


“这两种研究之间存在着很好的协同作用,”自适应机器人实验室主任赵建国说。“Kota 博士正在研究涂层,而我们正在研究这种软机器人,以操纵液滴,所以我们认为看来这可能是一个很好的组合。”


研究人员表示,他们的生物流体机械手不仅可以减少手动操作并最大程度地减少与传染性病原体的接触,而且还为开发廉价、简单和便携式机器人系统铺平了道路


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