Недорогой и удобный протез? С 3D-печатью это возможно!

В мае 2013 года компания MakerBot выложила на YouTube видео о напечатанном на 3D-принтере протезе руки Robohand. Тогда оно стало открытием для многих, ведь мало кто знал об истинных возможностях 3D-печати.Протез Robohand, чертежи которого лежат в открытом доступе, был разработан плотником из ЮАР Ричардом Ваном, потерявшим пальцы в результате несчастного случая на производстве. Низкая себестоимость мгновенно превратила Robohand в оптимальную альтернативу обычным протезам, стоимость которых достигает десятков тысяч долларов. Недавно сотрудники лаборатории биомедицинского проектирования и систем при Викторианском университете начали искать способы изготовления похожих протезов рук и верхних конечностей, взяв за основу конструкцию более сложных протезов, сделанных без участия 3D-принтера.

В рамках проекта исследователи прибегли к помощи 3D-печати, чтобы создать недорогой, красивый и удобный протез для людей, живущих в разных точках мира.Профессор Николай Дешев, руководитель лаборатории, прилагает все усилия, чтобы воплотить в реальность мечту о высокофункциональном протезе, созданном при помощи методов аддитивного производства.

Исследование Дешева направлено в первую очередь на проектирование электромеханической системы и внедрение биомедицинского оборудования и сенсоров. Он хочет сделать протез, который сможет выполнить до 250000 сжиманий и разжиманий и при этом будет напечатан на 3D-принтере.Разработчики намерены сделать протез, который будет соответствовать следующим критериям:

1) Адаптивный захват: способность пальцев обвиваться вокруг предмета, зажатого в руке. Когда рука сжимается вокруг предмета, все пять пальцев сгибаются независимо друг от друга и стараются максимально приспособиться к форме предмета. Таким образом, при захвате разных предметов (кубика, инструмента, мяча и т.д.) пальцы ведут себя по-разному.

2) Простота управления: управление протезом должно быть простым и интуитивным. Протез должен выполнять исключительно заданное действие. За управление сенсорами, реагирующими на биосигналы, отвечают специальные алгоритмы, которые сейчас находятся в разработке.

3) Взаимодействие с пользователем: сейчас пользователь может полагаться лишь на свое зрение, когда хочет взять предмет. Исследователи ищут новые методы взаимодействия с протезом, например, при помощи стимуляторов.

4) Приятный внешний вид: естественный внешний вид протеза руки имеет огромное значение, причем речь идет как о состоянии покоя, так и о движениях. У протеза должна быть антропометрическая форма, которая смотрится очень естественно.

5) Масштабируемость конструкции: прототип протеза предназначен для 11-летнего ребенка. Однако его размеры можно подогнать под любого пользователя.

6) Низкое потребление энергии: возможности протеза напрямую связаны с расходом энергии, и он должен быть минимальным.

7) Жесткая конструкция: протез должен быть прочным и долговечным, способным крепко удерживать предметы для успешного выполнения поставленных задач. В частности, сила захвата тремя пальцами должна составлять как минимум 50+ Н.

8 )Недорогое и простое техническое обслуживание: конструкция протеза должна предполагать дешевое производство, чтобы его могли изготавливать даже в самых бедных странах мира. Техническое обслуживание должно проводиться как можно реже, желательно спустя 250000 сжиманий и разжиманий.Хотя протез TBM 1-DOF соответствует всем этим критериям, он был изготовлен без помощи 3D-печати. Теперь разработчики ищут способы его быстрого и точного воспроизведения на 3D-принтере. Это означает, что им придется полностью переделать суставы пальцев, ладонь и кое-какие внутренние механизмы.

Готовая версия протеза, как и Robohand, будет водонепроницаемой и без дорогостоящих электронных деталей. Процесс ее печати и сборки должен занимать минимум времени.

Еще больше информации можно найти на сайте лаборатории.

Понравилось? Хотите больше? Все самое интересное в еженедельной рассылке. Присоединяйтесь!

Отборные новости, конкурсы и обсуждения в официальной группе 3DToday.

Статья подготовлена для 3DToday.ru