基于高密度弹性液态金属微线圈的触觉界面，用于内窥镜远程操作与遥感触诊

《npj Flexible Electronics》：Dense elastomeric liquid metal microcoil-based haptic interfaces for endoscopic teleoperation and remote palpation

　　

摘要

机器人辅助手术能够提升手术精度，但由于缺乏触觉感知，这给临床决策带来了困难。因此，将触觉反馈技术引入远程医疗系统受到了广泛关注。现有的触觉执行器存在驱动电压高或响应速度慢等缺陷。电磁执行器要么通过使用高密度刚性线圈来牺牲灵活性，要么通过采用低密度柔性线圈来增加驱动功率。本研究提出了一种真空辅助渗透方法，该方法克服了液态金属表面张力的限制，从而能够制造出高密度的3D液态金属微线圈，其磁通量密度生成效率高达19.86?T·W^-1·m^-2。通过将高磁化强度的软磁材料与带图案的低模量软膜相结合，这种全弹性触觉电磁执行器能够在极低的功耗（0.809–2.369?mW）下产生可感知的触觉信号，解决了性能与灵活性之间的矛盾。将这类执行器与液态金属应变传感器集成到触觉界面中，可使用户在远程机器人操作过程中感知物体的硬度。更重要的是，用户能够在内窥镜远程操作中区分乙状结肠癌病变的物理特性。这项研究为远程医疗中的触觉反馈提供了切实可行的解决方案，为减少远程诊断和微创手术中的诊断错误开辟了新的途径。