Новая разработка, позволяющая производить 3D-печать датчиков при движении
Аннотация. Инженеры-механики и компьютерщики разработали метод 3D-печати, в котором используется технология захвата движения, аналогичная той, которая используется в голливудских фильмах, для печати электронных датчиков непосредственно на органах, которые расширяются и сжимаются. Новая технология 3D-печати может найти применение в будущем для диагностики и мониторинга легких пациентов с COVID-19.
3D-принтер
Инженеры-механики и IT-специалисты из Университета Миннесоты разработали технологию 3D-печати, в которой используется технология захвата движения для печати электронных датчиков непосредственно на органах, которые расширяются и сжимаются. Новая технология 3D-печати может найти применение в будущем для диагностики и мониторинга легких пациентов с COVID-19.
Новое исследование - это следующее поколение технологии 3D-печати, обнаруженной два года назад членами команды, которая позволяла печатать электронику непосредственно на коже руки, двигающейся слева направо или вращающейся. Новая техника позволяет еще более изощренно отслеживать датчики 3D-печати на таких органах, как легкие или сердце, которые изменяют форму или деформируются из-за расширения и сжатия.
«Мы расширяем границы 3D-печати новыми способами, о которых мы даже не подозревали много лет назад», - сказал Майкл Макалпин, профессор машиностроения в Университете Миннесоты и старший научный сотрудник исследования. «3D-печать на движущемся объекте достаточно трудна и было довольно сложно найти способ печати на поверхности, которая деформировалась при расширении и сжатии».
Исследователи начали исследования в лаборатории с поверхности в виде шара и специализированного 3D-принтера. Они использовали маркеры отслеживания захвата движения, очень похожие на те, которые используются в фильмах для создания специальных эффектов, чтобы помочь 3D-принтеру адаптировать траекторию печати к движениям растяжения и сжатия на поверхности. Затем исследователи перешли к легкому животного в лаборатории, которое было искусственно накачано. Они смогли успешно напечатать мягкий датчик на основе гидрогеля непосредственно на поверхности. Макалпин сказал, что эта технология также может быть использована в будущем для 3D-печати датчиков на пульсирующем сердце.
«Более широкая идея этого исследования заключается в том, что это большой шаг вперед к цели объединения технологии 3D-печати с хирургическими роботами», - сказал Макалпайн, который является профессором кафедры семьи Кюрмейеров на факультете машиностроения Университета Миннесоты. «В будущем 3D-печать будет не просто печатью, а частью более крупной автономной роботизированной системы. Это может быть важно для таких заболеваний, как COVID-19, где медицинские работники подвергаются риску при лечении пациентов».
Источник: Zhijie Zhu, Hyun Soo Park, Michael C. McAlpine. 3D printed deformable sensors. Science Advances, 2020; 6 (25): eaba5575 DOI: 10.1126/sciadv.aba5575
