Harnessing the oloid shape in magnetically driven robots to enable high-resolution ultrasound imaging

机器人 计算机科学 方向(向量空间) 计算机视觉 人工智能 生物医学工程 工程类 几何学 数学
作者
Nikita J. Greenidge,Benjamin Calmé,Alexandru Moldovan,Bartas Abaravičius,James Martin,Nils Marahrens,Jon Woolfrey,Bruno Scaglioni,Damith Suresh Chathuranga,Srinjoy Mitra,S. Cochran,Pietro Valdastri
出处
期刊:Science robotics [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:10 (100) 被引量:3
标识
DOI:10.1126/scirobotics.adq4198
摘要

Magnetic fields enable remote manipulation of objects and are ideal for medical applications because they pass through human tissue harmlessly. This capability is promising for surgical robots, allowing navigation deeper into the human anatomy and accessing organs beyond the reach of current technologies. However, magnetic manipulation is typically limited to a maximum two–degrees-of-freedom orientation, restricting complex motions, especially those including rolling around the main axis of the magnetic robot. To address this challenge, we introduce a robot design inspired by embodied intelligence and the unique geometry of developable rollers, leveraging the oloid shape. The oloid, with its axial asymmetry and sinusoidal motion, facilitates rolling when precisely controlled by an external magnetic field. We present a versatile closed-loop control model to ensure precise magnetic manipulation of an oloid-shaped robot. This capability was validated in endoluminal applications through the integration of a 28-megahertz micro-ultrasound array to perform virtual biopsies, noninvasive real-time histological imaging. Extensive in vitro and in vivo tests using a porcine model showed the robot’s ability to execute sweeping motions, identify lesions, and generate detailed three-dimensional scans of gastrointestinal subsurface tissue. This research not only restores a critical movement capability to magnetic medical robots but also enables additional clinical applications deep within the human body.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Ian关注了科研通微信公众号
刚刚
cruiser完成签到,获得积分10
1秒前
子系完成签到,获得积分10
1秒前
JiaQi完成签到,获得积分10
1秒前
经久完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
王王发布了新的文献求助10
2秒前
爆米花应助懦弱的若血采纳,获得10
2秒前
mermaid完成签到,获得积分10
2秒前
danzhu发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
十二半径应助坐看云起采纳,获得10
4秒前
安迪宝刚完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
愤怒的发箍完成签到,获得积分10
5秒前
北过居庸完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
zjq4302发布了新的文献求助10
6秒前
zmy关闭了zmy文献求助
6秒前
zlf发布了新的文献求助10
7秒前
qmy完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
深情安青应助JXL采纳,获得10
8秒前
他忽然的人完成签到 ,获得积分10
9秒前
个性雁开完成签到,获得积分10
9秒前
CC完成签到,获得积分10
9秒前
温悦发布了新的文献求助10
10秒前
白白发布了新的文献求助10
10秒前
南辰辰发布了新的文献求助30
10秒前
11秒前
pp发布了新的文献求助10
12秒前
zjq4302完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI5应助蛋子s采纳,获得10
12秒前
12秒前
刘白告发布了新的文献求助10
13秒前
CCCCCL完成签到,获得积分10
13秒前
酷炫翠桃完成签到,获得积分0
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Solid-Liquid Interfaces 600
Aircraft Engine Design, Third Edition 500
Neonatal and Pediatric ECMO Simulation Scenarios 500
苏州地下水中新污染物及其转化产物的非靶向筛查 500
Rapid Review of Electrodiagnostic and Neuromuscular Medicine: A Must-Have Reference for Neurologists and Physiatrists 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4747245
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4094384
关于积分的说明 12667798
捐赠科研通 3806551
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2101427
邀请新用户注册赠送积分活动 1126782
关于科研通互助平台的介绍 1003379