這款導絲的出現，或將重新定義手功能康復！

瑞士洛桑聯邦理工大學（EPFL）的研究團隊開發了一款不需要電機的手指康復器，採用電壓感彎曲式導絲，只需在導絲上施加一個小小的電壓，便能在10秒內驅動手指關節進行彎曲和伸展運動。

手功能康復機器人，簡單來說，就是一種幫助手外傷或偏癱患者逐步恢復手指運動功能的醫療康復機器人。而該機器人所具備的基本功能就是驅動手指關節彎曲和伸展，從而幫助患者逐步恢復原有的抓握能力。

從傳統意義上來講，驅動手指關節都離不開這三種方式：1. 電機驅動、2. 氣動人造肌肉驅動、3. 液壓驅動。

電機驅動

氣動肌肉驅動

液壓驅動式

然而，這三種方式都需要體積龐大的電機、氣泵和液壓泵，無法真正具備可穿戴性和便攜性。

那麼，除了上述方式之外，是否有一種更簡單、穿戴性更強的手指驅動方式，能讓我們隨時隨地訓練手功能呢？

近日，來自瑞士洛桑聯邦理工大學（EPFL）的研究團隊開發了一款電壓感彎曲式手指康復器，不插電機、10秒內就能驅動手指關節活動起來！

電壓感彎曲式手指康復器

這款康復器的核心部件就是電壓感彎曲式導絲，該導絲由金屬線圈(metal core)、硅芯管 (silicon pipe)和低熔點合金(low melting point alloy）組成，當電壓施加在導絲上時，金屬線圈和硅芯管分別受熱形變，從而在10秒內發生彎曲和伸縮。當停止施加電壓後，導絲將逐漸冷卻並恢復到原有形態。通過導絲的不斷形變，便能驅動手指關節進行彎曲和伸展運動。

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受熱形變的導絲

導絲分層結構圖

不僅如此，該導絲同時還具有自愈能力，任何微小的損傷或是裂痕都可以通過低熔點合金的融化再固化，不斷地進行自我修復。

洛桑聯邦理工的研究員Alice Tonazzini表示：該導絲技術可適用於不同功能和環境，特別是可穿戴式外骨骼系統，可幫助其具有更強的靈活性和柔韌性。

此外，該技術同樣能應用於手術機器人以及內窺鏡當中。比如，在柔軟狀態下，導絲可以非常柔順地進入到目標器官的空腔中同時不傷害到周圍組織。而在導絲固化之後，它又具有很強的韌性和力承載能力，使之能夠承擔複雜的手術操作和影像觀測任務。

固化後的導絲，強韌、具有承載能力

目前，全球各地的科研團隊和機構都在積極開發這種可變性更強的柔性材料。相信在不久的未來，機器人冰冷而生硬的形象將會被完全顛覆。

Alice Tonazzini和她團隊研發的電壓感導絲

參考資料：

Tonazzini, Alice, et al. "Variable Stiffness Fiber with Self‐Healing Capability." Advanced Materials (2016).

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