Control of tetherless magnetic devices using a synchronized rotating magnetic actuation system
| Promotie: | Dhr. Z. (Zhengya) Zhang |
| Wanneer: | 09 september 2024 |
| Aanvang: | 12:45 |
| Promotor: | prof. dr. S. (Sarthak) Misra |
| Copromotor: | dr. I.S.M. Khalil |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Medische Wetenschappen / UMCG |
Besturing van draadloze magnetische apparaten met behulp van een gesynchroniseerd roterend magnetisch aandrijfsysteem
Tetherless magnetische helische apparaten (TMHDs), zoals varianten in de vorm van een helix, schroef en twist, hebben aanzienlijk potentieel in biomedische toepassingen. Dit potentieel is met name te danken aan hun vermogen om op afstand te worden aangestuurd. Hierdoor kunnen ze diep in weefsels binnen het menselijk lichaam navigeren. Het primaire doel van dit proefschrift van Zhengya Zhang is om stabiele en effectieve navigatie van TMHDs te bereiken in fysiologische omgevingen en daarmee het fundament te leggen voor hun integratie in biomedische toepassingen zoals gerichte geneesmiddelafgifte en materiaalverwijdering. Om dit doel te bereiken, onderzoekt de thesis de ontwikkeling van TMHD-actuatiesystemen en de implementatie van TMHD-bewegingsregeling binnen fysiologische omgevingen.
Het magnetische veld dat wordt geproduceerd door robotsystemen op basis van elektromagneten en permanente magneten is een haalbare optie als externe stimulus om de beweging van een TMHD in fysiologische omgevingen mogelijk te maken. In dit proefschrift wordt een robotsysteem op basis van permanente magneten ontwikkeld met een open configuratie, waarbij twee gesynchroniseerde roterende permanente magneten worden gebruikt om tijdsafhankelijke roterende magnetische velden te genereren. Deze velden worden gebruikt om koppel uit te oefenen op een TMHD in fysiologische omgevingen. De configuratie van het systeem is verticaal symmetrisch, waardoor de permanente magneten een gradiëntvrije ruimte kunnen creëren in het midden van de werkruimte. Een dergelijke eigenschap stelt ons in staat om ons te concentreren op de richtingscontrole van een TMHD zonder rekening te hoeven houden met de magnetische gradiëntkracht, die op de TMHD werkt binnen de gradiëntvrije ruimte, waardoor de bewegingscontrole van TMHD wordt geoptimaliseerd en gestroomlijnd. De experimentele resultaten tonen de capaciteit van ons robotsysteem aan om een TMHD te controleren die zich langs voorgeschreven trajecten in de driedimensionale ruimte beweegt.