与博士学生Tae-Ho Kim和SFU的增料制造实验室的一个团队一起,Kim和研究人员在他们设计的3d可打印折纸传感器中复制了水蛭的折叠机制,从而取代了传统的血压程序。这种灵感来源于水蛭的折纸(LIO)传感器可以集成到仿人感知机器人的指尖上。
“我们的折纸灵感的干电极具有独特的特性,如吸力抓取和受自然启发的可折叠性,”Kim说,他是SFU机电系统工程学院的教授和副主任。“为了与自然保持一致,我们发现,除了水蛭的粘附功能的复杂机制外,这些生物还有一个可扩张的后吸盘和身体,它的器官会适当扩张和收缩,以保持对受害者更好的粘附。”结合这一观点,我们发现折纸可以实现类似的动作,也可以定制。”
它是如何工作的
集成在机器人指尖上的LIO传感器可以放置在患者的胸部。血压的监测和估计是通过结合心电图(ECG)和光容积图(ppG)读数的数据,这些数据分别由每只手的传感器记录。
使用预定的算法,配对传感器的信号可以产生患者的收缩压和舒张压,而无需使用传统的袖口式数字血压计。
金的早期工作包括编程传感机器人来测量其他人类生理信号,如心电图(监测心率)、温度和呼吸频率。
Kim说:“机器人技术作为一种专注于远程医疗的技术,为降低风险、提高病人护理的效率和质量提供了一种很有前途的方法。”研究人员计划对他们的新工艺进行进一步的试验,并正在开发下一代传感器,他们希望这将导致其在生物医学上有意义的实施。
“血压监测是许多慢性疾病和整体健康的基本医疗诊断工具。在医疗保健系统中使用传感机器人有很大的优势,因为它们可以帮助医护人员监测病人的生命体征,同时为那些可能需要隔离的病人创造一个友好的环境。”
Kim认为,机器人技术可以为医疗人员和远程病人提供未来的平台或桥梁,“在远程医疗的新时代发挥重要作用的潜力”。
Journal Reference:
Tae-Ho Kim, Chao Bao, Ziniu Chen, Woo Soo Kim. 3D printed leech-inspired origami dry electrodes for electrophysiology sensing robots. npj Flexible Electronics, 2022; 6 (1) DOI: 10.1038/s41528-022-00139-x