医用生体工学：ソフトロボット工学のためのリアルタイムin situ磁化再プログラミング

磁気ソフトロボットは、形状のプログラム可能性や再構成可能性、安全な相互作用、生体適合性を示すため、生物医学的応用や産業タスクなどさまざまなシナリオにわたって大きな可能性をもたらす。最近の進展にもかかわらず、磁気ソフトロボットは、複数機能の実行や多様なタスクの遂行に不可欠である、必要な磁化プロファイルのリアルタイムでのその場（in situ）での再プログラミングが困難なため、まだ制限されている。今回我々は、磁気ユニットの再配列と再結合を可能にして多様な磁化プロファイルを実現する、リアルタイムin situ磁化再プログラミング方法を提示する。我々は、一次元チューブから三次元フレームワークまで、さまざまな次元の構造においてこの方法の応用を調べ、多様で広範な形態とその変形を示した。この方法はまた、不要な接触なしに物体の周りを進行させる、繊毛アレイを再プログラムする、同一磁場下で複数の器具を協調的または別々に操る、さまざまな形状の物体を操作するなど、多様なシナリオにおける汎用性も実証した。こうした能力は、磁気アクチュエーション技術の応用範囲を拡大させる。さらにこの方法は、磁気ソフトロボットを外部磁場のみに依存した形状変化から解放し、かつてないモードと種類の変形を促すと同時に、複雑な磁場生成システムの必要性を減らすことで、磁気アクチュエーション技術の開発への道を開く。

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