拟心脏柔性多腔人造肌肉泵及其控制技术研究

现有的人工心脏基于被动的刚性机电架构，机理上与心脏相去甚远，造成植入者生理感觉及生命存续期不甚理想。高性能电致动聚合物（EAP）的出现给该问题的解决带来了希望。EAP是一种在电场作用下能产生显著变形的高分子材料，柔韧性好、生理相溶、响应快、血溶性好。利用这些特性研制基于EAP的血泵可集储血、驱动、能量转换和泵血功能于一体，将最大限度地逼近心脏机能，极有可能带来人工心脏技术的重大突破。旨在为主动的基于EAP泵的全新构架人工心脏的研制奠定技术基础，本项目将在EAP建模、控制技术研究的基础上，致力探索具有类心脏结构和功能的柔性多腔EAP泵的驱动机理、设计理论与方法、控制技术及工作性能。将基于仿生技术构思多腔泵的结构，基于虚拟样机技术进行柔性泵的设计，配置多片EAP来产生泵的动力，通过开环和顺序控制技术等实现泵的控制，基于芯片微型化技术构建泵的测控系统。该研究既具深远的理论意义也具重要的应用价值。