精读外刊《科学》破解科技英语-用于无线软医疗设备的微型盘绕人工肌肉

  • 2022-12-08
  • John Dowson

精读外刊《科学》破解科技英语-用于无线软医疗设备的微型盘绕人工肌肉

  为了应对这一挑战,我们报告了一种小型软致动器,它利用了盘绕人工肌肉和射频磁加热之间的协同交互作用。

  将这种致动器与不同的机械设计相结合,其拉伸和扭转行为可以被设计成不同的功能装置,例如缝合装置、剪刀、钻床和夹钳。

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  harnesses利用;控制;治理;披上甲胄;(harness的第三人称单数);马具;挽具;安全带;甲胄;(harness的复数)

  engineered设计;制造;精心安排;策划;改变(生物体)的遗传性状;(engineer的过去式和过去分词)

  几毫米或更小的无线小型软体医疗设备可以安全、自适应地在密闭空间中导航,比如内的密闭空间。

  虽然柔软性确实赋予这些致动器具有大的程序变形和与环境安全相互作用的能力,但它也限制了它们的输出力和重量标准化工作能力(下文中称为“工作能力”)。

  材料的柔软性使其难以储存和释放大量的机械能;因此,它们不能用于需要大的力输出和高工作能力的设备和机器人应用中。

  例如,计算现有磁性软致动器的输出力,使其饱和在60μN左右(参见“磁性软致动器的力和工作能力计算”一节;图S1和S2),而不考虑外部磁场振幅的增加。

  相反,一些医疗程序,如挤压、夹紧和切割,需要具有高得多的力输出(>

  1 N)的设备,这比之前报道的磁性软致动器的最大容量高约105倍。

  在厘米和更大的长度尺度上,盘绕的人造肌肉已经成为很有前途的致动器,其可以通过将聚合物纤维连续扭曲成盘绕形状来制造。

  具体而言,当由碳纳米管、形状记忆聚合物和钓鱼线组成时,盘绕的肌肉可以具有比生物骨骼肌大50倍的工作能力,并且可以传递超过其自身重量1000倍的力输出。

  此外,通过定制肌肉前体纤维的成分或结构,可以大大提高它们的输出力和工作能力,例如将氧化石墨烯(GO)片晶添加到前体纤维内部或在其表面设计一个坚韧的鞘,这将推动人形机器人、假肢和微流体设备领域的发展。

  twisting捻;(twist的现在分词形式);扭动;拧;扭伤;扭曲;扭转;缠绕;翘曲;缠绕的;曲折的;转动的

  在这里,我们将盘绕式人工肌肉集成到无线微型软医疗设备中,将其医疗应用扩展到需要大输出力和高工作能力的集成工具的医疗领域。

  在临界活性鞘中,嵌入的GO和超顺磁性Fe3O4纳米颗粒分别增加了鞘的韧性并实现了基于射频(RF)-磁场的无线加热。

  这种三层设计,加上磁性纳米颗粒和GO的引入,有助于实现无束缚驱动,具有大的力输出(~3.1 N)和高的工作能力(~3.5 kJ/kg)。

  通过将这一肌肉整合到不同的医疗设备上,可以实现各种无线微型医疗设备,如缝合设备、剪刀、钻孔机等需要高力输出和工作能力的设备。

  此外,盘绕的肌肉可以用具有钕铁硼(NdFeB)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)软复合材料的额外磁化护套涂覆。

  muscles肌肉;(muscle的复数);用力搬动(物体);硬挤;(muscle的第三人称单数)

  miniature小于正常尺寸的;微小的;微型的;极小的;小型物;微缩模型;缩影;微型画;小画像;小瓶酒;小种植物;画饰;花字;是…的缩影;是…的微缩模型;使成为微型

  twisting捻;(twist的现在分词形式);扭动;拧;扭伤;扭曲;扭转;缠绕;翘曲;缠绕的;曲折的;转动的

  与传统的磁性软致动器相比,卷曲肌肉为传统的磁性软致动器增加了拉伸和扭转运动,丰富了其设计空间和应用领域。

  通过使用这里提出的盘绕肌肉,我们已经提出了五个微型设备原型,以充分利用这种盘绕肌肉的潜在实用性。

  这种盘绕肌肉致动器可以潜在地用于各种无缆微型软医疗设备和机器人应用中,扩展了先前提出的无线微型软医疗设备和机器人的当前能力。

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  基于多年的语言学习实践,发现,随着社会的飞速发展,英语、汉语等重要语言也在不断的与时俱进。这个时候,我们以不变应万变的方法之一,可以是阅读主流刊物。

  针对英语而言,无论是为了提高英语水平还是备考任何英语考试,英美外刊都应该是列为首选的最重要的学习资料。当我们真正深入去精读过英美外刊,不仅可以了解英语国家的文化,增长我们的见识,对于英语学习来说,还能够积累以英语为母语者的常用词汇,短语和句型。

  建议大家在阅读本文时:第一遍快速阅读,领悟文章重点,了解大意;第二遍开始精读,每看完一段,要仔细体会其中每一句在段落中的功能,各句之间的联系,这一段是如何衔接上下文的,它在整个语篇中的地位,以提高你猜测词义和推理上下文能力;第三遍可以查看中英翻译,继续从微观到宏观地理解原文,学会区分重点和次要信息(这对考试时的阅读非常重要),总结词汇,搭配和句型,并且最好独自翻译一遍原文,以进一步加强理解。

  最后建议大家要学以致用,利用从文章中学到的词汇,搭配,句型以及长难句结构进行造句,提高英文写作能力。

  温馨提示:阅读完看着中文译文自己动手翻译出英文,然后将您译的英文与原文进行对比,以此来提升英文表达和句子结构的准确性和地道性。

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