南大研發3D打印穿戴織物 可製成醫療設備幫助病患 | 聯合早報
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南洋理工大學研究團隊研發出一種用3D打印的活性織物,不但靈活可穿戴,也能根據需要增加硬度,未來可進一步發展成醫療設備或軟體機器人。
南大星期四(7月18日)發文告指出,機械與航空航天工程學院南洋助理教授王一凡帶領的研究團隊,融合幾何設計、3D打印,以及機器人控制等技術,打印出具有多功能的外骨骼織物(RoboFabric),再製成各種醫療設備原型。
研發概念源自穿山甲和犰狳鱗片
文告指出,新技術的研發概念源自穿山甲和犰狳(armadillos)相互交錯形成保護殼的鱗片。這個正在申請專利的技術,是根據先進的演算法,通過3D打印機,打印出一塊塊的單元塊。
科研人員之後會使用金屬纖維,穿過每塊單元塊,將它們串聯起來,過程中還要不斷施加負壓。當金屬纖維收縮時,3D打印單元塊會互鎖並變硬,從而使RoboFabric的硬度增加350倍以上,並提供額外的強度和穩定性。科研人員再根據需要,製成有不同功能的原型。
研究團隊利用這種多功能材料,研發出一種手肘部位支撐裝置,可幫助人們舉起更重的物體。數據顯示,當人們在使用這個裝置輔助關節,以提起重物時,肌肉活動可減少高達40%。
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另一個原型則是手腕支撐裝置,它可以幫助手抖的帕金森症患者穩定關節,進行日常活動。
有望成醫療設備替代選項 助患者執行日常任務
RoboFabric未來有望成為部分醫療設備的替代選項。王一凡説,需要石膏固定的骨折患者,日後或可選擇定製一種靈活的肢體支撐裝置,而這種裝置在變硬之前類似於織物。與傳統不可拆卸的石膏不同,患者只須按一下按鈕即可輕鬆穿上或脱下這一裝置。
在日常生活中,關節支撐裝置則可幫助年長者完成日常任務,幫助他們減少提重物時所需的肌肉力量。
陳篤生醫院康復醫學科主任兼高級顧問醫生、臨牀醫學創新主任羅榮裕兼任副教授對這項新技術給予獨立評論時説,南大的發明在康復醫學領域具有一定的應用前景。他指RoboFabric有潛能應用於關節受傷或中風患者,協助他們執行一些日常任務。
研究團隊的研發成果,已分別發表在《先進材料》和《科學機器人》學術期刊。