瑞士洛桑联邦理工大学（EPFL）的研究团队开发了一款不需要电机的手指康复器，采用电压感弯曲式导丝，只需在导丝上施加一个小小的电压，便能在10秒内驱动手指关节进行弯曲和伸展运动。
手功能康复机器人，简单来说，就是一种帮助手外伤或偏瘫患者逐步恢复手指运动功能的医疗康复机器人。而该机器人所具备的基本功能就是驱动手指关节弯曲和伸展，从而帮助患者逐步恢复原有的抓握能力。
从传统意义上来讲，驱动手指关节都离不开这三种方式：1.电机驱动、2.气动人造肌肉驱动、3.液压驱动。
▲电机驱动
▲气动肌肉驱动
▲液压驱动式
然而，这三种方式都需要体积庞大的电机、气泵和液压泵，无法真正具备可穿戴性和便携性。
那么，除了上述方式之外，是否有一种更简单、穿戴性更强的手指驱动方式，能让我们随时随地训练手功能呢？
近日，来自瑞士洛桑联邦理工大学（EPFL）的研究团队开发了一款电压感弯曲式手指康复器，不插电机、10秒内就能驱动手指关节活动起来！
电压感弯曲式手指康复器
这款康复器的核心部件就是电压感弯曲式导丝，该导丝由金属线圈(metalcore)、硅芯管(siliconpipe)和低熔点合金(lowmeltingpointalloy）组成，当电压施加在导丝上时，金属线圈和硅芯管分别受热形变，从而在10秒内发生弯曲和伸缩。当停止施加电压后，导丝将逐渐冷却并恢复到原有形态。通过导丝的不断形变，便能驱动手指关节进行弯曲和伸展运动。
受热形变的导丝导丝分层结构图
不仅如此，该导丝同时还具有自愈能力，任何微小的损伤或是裂痕都可以通过低熔点合金的融化再固化，不断地进行自我修复。
洛桑联邦理工的研究员AliceTonazzini表示：该导丝技术可适用于不同功能和环境，特别是可穿戴式外骨骼系统，可帮助其具有更强的灵活性和柔韧性。
此外，该技术同样能应用于手术机器人以及内窥镜当中。比如，在柔软状态下，导丝可以非常柔顺地进入到目标器官的空腔中同时不伤害到周围组织。而在导丝固化之后，它又具有很强的韧性和力承载能力，使之能够承担复杂的手术操作和影像观测任务。
固化后的导丝，强韧、具有承载能力
目前，全球各地的科研团队和机构都在积极开发这种可变性更强的柔性材料。相信在不久的未来，机器人冰冷而生硬的形象将会被完全颠覆。
AliceTonazzini和她团队研发的电压感导丝
如想更深入了解Tonazzini团队的研究请戳以下视频：
参考资料：
Tonazzini,Alice,etal."VariableStiffnessFiberwithSelf‐HealingCapability."AdvancedMaterials().
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