Publicação
Modeling and design of an electromagnetic actuation system for the manipulation of microrobots in blood vessels
| Resumo: | A navegação de nano/microdispositivos apresenta um grande potencial para aplicações biomédicas, oferecendo meios de diagnóstico e procedimentos terapêuticos no interior do corpo humano. Dada a sua capacidade de penetrar quase todos os materiais, os campos magnéticos são naturalmente adequados para controlar nano/microdispositivos magnéticos em espaços inacessíveis. Uma abordagem recente é o uso de um aparelho personalizado, capaz de controlar campos magnéticos. Esta é uma área de pesquisa prometedora, mas mais simulações e experiências são necessárias para avaliar a viabilidade destes sistemas em aplicações clínicas. O objectivo deste projecto foi a simulação e desenho de um sistema de atuação eletromagnética para estudar a locomoção bidimensional de microdispositivos. O primeiro passo foi identificar, através da análise de elementos finitos, usando o software COMSOL, diferentes configurações de bobines que permitiriam o controlo de dispositivos magnéticos em diferentes escalas. Baseado nos resultados das simulações, um protótipo de um sistema de atuação magnética para controlar dispositivos com mais de 100 m foi desenhado e construído de raiz, tendo em conta restrições de custos. O sistema consistiu num par de bobines de Helmholtz e rotacionais e um par de bobines de Maxwell dispostas no mesmo eixo. Além disso, componentes adicionais tiveram de ser desenhados ou selecionados para preencher os requisitos do sistema. Para a avaliação do sistema fabricado, testes preliminares foram realizados. A locomoção do microrobot foi testada em diferentes direções no plano x-y. As simulações e experiências confirmaram que é possível controlar a força magnética e o momento da força que atuam num microdispositivo através do campos produzidos pelas bobines de Maxwell e Helmholtz, respectivamente. Assim, este tipo de atuação magnética parece ser uma forma adequada de transferência de energia para futuros microdispositivos biomédicos. |
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| Autores principais: | Zoio, Patrícia Alexandra Afonso |
| Assunto: | Navegação magnética Microrobótica Biomedicina Simulações Teses de mestrado - 2015 |
| Ano: | 2015 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Lisboa |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Repositório da Universidade de Lisboa |
| Resumo: | A navegação de nano/microdispositivos apresenta um grande potencial para aplicações biomédicas, oferecendo meios de diagnóstico e procedimentos terapêuticos no interior do corpo humano. Dada a sua capacidade de penetrar quase todos os materiais, os campos magnéticos são naturalmente adequados para controlar nano/microdispositivos magnéticos em espaços inacessíveis. Uma abordagem recente é o uso de um aparelho personalizado, capaz de controlar campos magnéticos. Esta é uma área de pesquisa prometedora, mas mais simulações e experiências são necessárias para avaliar a viabilidade destes sistemas em aplicações clínicas. O objectivo deste projecto foi a simulação e desenho de um sistema de atuação eletromagnética para estudar a locomoção bidimensional de microdispositivos. O primeiro passo foi identificar, através da análise de elementos finitos, usando o software COMSOL, diferentes configurações de bobines que permitiriam o controlo de dispositivos magnéticos em diferentes escalas. Baseado nos resultados das simulações, um protótipo de um sistema de atuação magnética para controlar dispositivos com mais de 100 m foi desenhado e construído de raiz, tendo em conta restrições de custos. O sistema consistiu num par de bobines de Helmholtz e rotacionais e um par de bobines de Maxwell dispostas no mesmo eixo. Além disso, componentes adicionais tiveram de ser desenhados ou selecionados para preencher os requisitos do sistema. Para a avaliação do sistema fabricado, testes preliminares foram realizados. A locomoção do microrobot foi testada em diferentes direções no plano x-y. As simulações e experiências confirmaram que é possível controlar a força magnética e o momento da força que atuam num microdispositivo através do campos produzidos pelas bobines de Maxwell e Helmholtz, respectivamente. Assim, este tipo de atuação magnética parece ser uma forma adequada de transferência de energia para futuros microdispositivos biomédicos. |
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