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3D打印机械手获年度设计奖

导读:据BBC等英国媒体近道,英国布里斯托Open Bionics企业27岁的乔尔吉伯德,凭借设计的原型3D打印机械手,获得了2015年度英国詹皇戴森设计奖。

与现有同类产品相比,吉伯德设计的机械手制作时间大大缩短,澳门尼威斯人网站8311-(中国)有限公司也大幅度降低。通过3D扫描患者的截肢,40小时内就可量身定做出非常轻便的机械手。该设计被戴森奖誉为 开启了机械手发展历程的阶跃式变化 。

源自卧室的创业

2013年,刚从普利茅斯大学毕业的25岁的乔尔吉伯德怀着一种强烈愿望,要让年轻截肢患者拥有令其自豪的机械手。为此他放弃了待遇优厚的工作,通过众筹计划走上了研发3D打印机械手之路。

初,他从家人、朋友以及一些手指截肢患者那里筹措了44000英镑,并得到了大名鼎鼎的布里斯托机器人实验室的支撑,把卧室作为办公室开始了设计工 作。他向采访他的说: 在遇到职业厨师利亚姆和6岁小女孩夏洛特之后,这一想法更加固执。利亚姆需要一只机械假肢手,来帮助他完成厨房的日常工作;夏 洛特则因患脑膜炎失去了全部手臂,但她看不上现有假肢手,认为它们过于丑陋、过于沉重。

在设计过程中他也曾遇到很多挑战,先后10多次修改原设计方案,终将部件数量大幅减少为4个。他说,正是那些曾经帮助过他的人的不断激励,使他锲而不舍地终将设计引入市场。

想颠覆整个行业

吉伯德设计的机械手是由3D打印的4个独立部分组成。机械手通过紧贴于使用者皮肤上的传感器侦测肌肉运动,再利用这些肌肉电讯号控制手的抓握动作。使 用者收缩一次肌肉便可控制手指的展开和闭合,收缩两次肌肉就可使机械手完成轻握动作。使用者本人无法具体感觉到手指正在接触的究竟是何物,但当传感器接触 到物体时而利用3D打印技术可有效下降本钱却能分辨出来,从而控制手指的施力强度。这样,即便握住类似鸡蛋一样的易碎物品也不会将其弄碎。

利用一种配置特殊传感器的小平板,吉伯德在数分钟之内就能对一名使用者做出综合判断,然后在40小时内3D打印出机械手的各个部件,再需两小时就能成 功装配一只机械手。他初的设计主要是采用塑料部件,用螺栓将其与其他一些现成部件组装在一起,耗时长且易折断。新设计采用了热塑性弹性体,需打印的部件 数量只有4个,还具有柔性接头。这意味着新机械手能承受更大的撞击力,需要更少的装配流程,因此可以节约成本和时间,其性能也得到了改善。

迄今,Open Bionics企业已制作了10只机械手,并获得了一些订单。但吉伯德承认,设计依然有很多局限性。他说: 与那些产品相比,目前使用的是低成本电 机,因而综合实力就相对较低。大家通过使用者和家用物品等对设计进行测试,正在尝试实现一种折中方案 消费者能够随机信号的检验、谐波失真度等精度指标都是为了保证环境实验条件的唯1性而制定的检定项目支付得起,且拥有足够力量帮助人们完成 他们想做的大部分事情。

吉伯德的计划也获得了美国迪斯尼创业孵化器 技术新星加速器 的资助。目前仪器平时的保护可以延长使用的寿命,吉伯德这种设计只能帮助那些失去前臂的患者,其终目标是能帮助所有肘上截肢患者。吉伯德愿意让截肢者免费分享和 使用其设计,但他们要共享使用中的任何改进建议。

吉伯德打算于2016年开创一家企业专门销售定制机械手,并设定了终目标 向所有人提供他们能支付得起的机械手,以此颠覆假肢产业。

开启行业里程碑

摘取英国詹皇戴森设计奖有助于吉伯德的设计获得更广泛认可,并有机会与其他20多位竞争者角逐2015年度国际詹皇戴森设计奖。英国国际修复 外科和培训基金会创始主席芭芭拉杰梅克女士认为, 具有正常功能的机械手能对那些迫切需求者带来重大影响,能使他们正常工作、照顾自己和家庭。吉伯德正 在推进假肢修复器械的实用性进程,这值得祝贺。我将怀着极大兴趣关注其未来进展。

詹皇戴森说: 这表明大胆创意并不需要巨额资金,如果该技术能取得成功将会提高全世界截肢患者的生活质量。 他还在一项声明中指出: 通过快速的原型技术,吉伯德已经开启了机械手发展历程的阶跃式变化。

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