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原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09673-w
原文作者：Yaoting Xue, Jiasheng Cao, Tao Feng, Kaihang Zhang, Siyang Li, Jiahao Hu, Haotian Guo, Jinming Zhang, Yaoxian Song, Zhuofan Wang, Lei Wang, Qishan Huang, Haofei Zhou, Fanghao Zhou, Jiliang Shen, Yaowei Fan, Zhe Wang, Xinge Li, Jie-Wei Wong, Zhiwei Chen, Dongrui Ruan, Zhikun Miao, Bin Zhang, Enjie Zhou, Letian Gan, Xuanqi Wang, Ertai Cao, Tong Chen, Weifeng Zou, Junhui Zhang, Haojian Lu, Qinghai Zhang, Song Liu, Huixu Dong, Shiying Xiong, Shuyou Peng, Tuck-Whye Wong, Yuanjie Chen, Tiefeng Li, Mingyu Chen, Xuxu Yang, Wei Yang, Xiujun Cai
摘要
机械传动是日常系鞋带1到复杂的外科手术2和机器人操作3,4中涉及力传递的关键环节。现代机械和机器人通常依赖于复杂的电子设备来感知和限制力5，但这些设备在空间受限（例如微创手术6）或资源稀缺（例如偏远地区无电操作）的环境下仍面临挑战。
在此，我们提出了一种基于活结（slipknot）的机械传动机制，用于控制人类和机器人系统的智能操作。通过拓扑设计，活结的系紧和释放可以在重复操作中以95.4%的一致性来编码和传递力，从而无需额外的传感器和控制器。
当应用于外科修复时，该机制帮助缺乏经验的外科医生将打结力精度提高了121%，使他们能够完成与经验丰富的外科医生一样精细的手术结。此外，术后血液供应和组织愈合也得到了改善。活结中表现出的机电智能可能会启发对跨多个长度尺度的结状结构进行研究。这种基于活结测量的机械传动策略具有广泛的部署潜力，为资源有限的医疗保健、科学教育和现场探索开辟了新机遇。
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