Manipulación Magnética Independiente e Híbrida para Robots Continuos Suaves Controlados de Cuerpo Completo

Los microrobots magnéticos completamente suaves continuos (FSCMs) con estructuras altamente deformables han surgido como una solución potencial para intervenciones endovasculares controladas robóticamente. La estructura del microrobot está hecha de material magneto-responsivo, que ofrece control de cuerpo completo bajo un campo magnético en lugar de una deformación limitada de la punta. El control de forma para estos microrobots permite dirigirlos en caminos complejos con contacto limitado con el entorno. Estudiamos el control de cuerpo completo bajo campos generados utilizando hasta dos imanes permanentes controlados robóticamente y en combinación con un sistema electromagnético. Se ha investigado experimentalmente el efecto de diferentes parámetros, como el número de imanes permanentes, la posición de los imanes permanentes y la intensidad y dirección del campo electromagnético, en la forma del robot. Se introdujo y verificó experimentalmente un modelo matemático para predecir el ángulo de deformación de la punta (TDA) (error cuadrático medio (RMSE) 6.5). Se identificaron diez formas corporales características diferentes basadas en la curvatura del robot suave. Basado en los datos obtenidos, se presenta una demostración de prueba de concepto para los robots suaves controlados de cuerpo completo. Se investigó la precisión en el direccionamiento de robots suaves en un camino continuo con las tres estrategias de control magnético. Los resultados muestran que el método propuesto permite eficazmente la formación de formas y minimiza el contacto con el entorno circundante (la distancia media a la línea central fue de 1.24 mm). El enfoque propuesto promete elevar las intervenciones endovasculares hacia una cirugía menos invasiva.