Screen-Printed Resistive Tactile Sensor for Monitoring Tissue Interaction Forces on a Surgical Magnetic Microgripper
Notice bibliographique
Résumé
With the recent development of novel miniaturized magnetically controlled microgripper surgical tools (of diameter 4 mm) for robot-assisted minimally invasive endoscopic intraventricular surgery, the surgeon loses feedback from direct physical contact with the tissue. In this case, surgeons will have to rely on tactile haptic feedback technologies to retain their ability to limit tissue trauma and its associated complications during operations. Current tactile sensors for haptic feedback cannot be integrated to the novel tools primarily due to size limitations and low force range requirements of these highly dextrous surgical operations. This study introduces the design and fabrication of a novel 9 mm 2, ultra-thin and flexible resistive tactile sensor whose operation is based on variation of resistivity due to changes in contact area and piezoresistive (PZT) effect of the sensor’s materials and sub-components. Structural optimization was performed on the sub-components of the sensor design, including microstructures, interdigitated electrodes, and conductive materials in order to improve minimum detection force while maintaining low hysteresis and unwanted sensor actuation. To achieve a low-cost design suitable for disposable tools, multiple layers of the sensor sub-component were screen-printed to produce thin flexible films. Multi-walled carbon nanotubes and thermoplastic polyurethane composites were fabricated, optimized, and processed into suitable inks to produce conductive films to be assembled with printed interdigitated electrodes and microstructures. The assembled sensor’s electromechanical performance indicated three distinct linear sensitivity modes within the sensing range of 0.04–1.3 N. Results also indicated repeatable and low-time responses while maintaining the flexibility and robustness of the overall sensor. This novel ultra-thin screen-printed tactile sensor of 110 μm thickness is comparable to more expensive tactile sensors in terms of performance and can be mounted onto the magnetically controlled micro-scale surgical tools to increase the safety and quality of endoscopic intraventricular surgeries.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».