要約
ソフトロボットは医療分野、特にリハビリテーション訓練、把持補助、人工臓器などに幅広く応用されています。
消化器系のさまざまなコンポーネントのシミュレーションが大幅に進歩したにもかかわらず、直腸は社会的な偏見のためにほとんど無視されてきました。
この研究では、軟円形筋アクチュエータ (CMA) と排便プロセスを再現する直腸モデルを開発することで、このギャップに対処しようとしています。
柔らかい素材を使用して、直腸とアクチュエーターの両方がシームレスな統合と取り付けを可能にするように製造されました。
3 種類の CMA を設計、製造、テストし、シミュレーション結果と比較しました。
アクチュエータの制御には空気圧システムが使用され、アルギン酸ナトリウムと塩化カルシウムを使用して模擬便が合成されました。
実験の結果、3番目のタイプのアクチュエータが面積収縮と圧力発生の点で優れた性能を示すことがわかりました。
排便プロセスのシミュレーションが成功したことは、生物医学用途におけるこれらのソフト アクチュエータの可能性を浮き彫りにし、ソフト ロボット工学の分野におけるさらなる研究開発の基盤を提供します。
要約(オリジナル)
Soft robots have found extensive applications in the medical field, particularly in rehabilitation exercises, assisted grasping, and artificial organs. Despite significant advancements in simulating various components of the digestive system, the rectum has been largely neglected due to societal stigma. This study seeks to address this gap by developing soft circular muscle actuators (CMAs) and rectum models to replicate the defecation process. Using soft materials, both the rectum and the actuators were fabricated to enable seamless integration and attachment. We designed, fabricated, and tested three types of CMAs and compared them to the simulated results. A pneumatic system was employed to control the actuators, and simulated stool was synthesized using sodium alginate and calcium chloride. Experimental results indicated that the third type of actuator exhibited superior performance in terms of area contraction and pressure generation. The successful simulation of the defecation process highlights the potential of these soft actuators in biomedical applications, providing a foundation for further research and development in the field of soft robotics.
arxiv情報
| 著者 | Zebing Mao,Sota Suzuki,Ardi Wiranata,Yanqiu Zheng,Shoko Miyagawa |
| 発行日 | 2024-08-28 01:13:03+00:00 |
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