專業(yè)科研團隊加入3D打印假手的研發(fā)陣營

2013年五月，MakerBot發(fā)布了一個關于Robohand 3D打印假手的視頻,。對于許多人來說,，這個視頻讓它們首次看到了3D打印在制造低成本的假手或假肢方面的潛力,。

Robohand是一個免費和開源的項目，其設計者是來自南非的木匠Richard Van,，他曾經(jīng)在一次事故中失去了自己的手指,。3D打印假手幫助了那些不在乎假手的外型，只要有關節(jié)功能的需求者,，其極低的制造成本幾乎秒殺目前市場上動輒幾千上萬美金的商業(yè)化假手,。



如今，專業(yè)的科研人員也加入了這一行列,。最近,，Victoria大學生物醫(yī)學設計和系統(tǒng)實驗室通過重新設計更復雜的探索，打造出類似的3D打印假肢手和上肢,，以及非3D打印的假手,，以幫助那些有需要的發(fā)展中國家。

作為該試驗室新項目的一部分,，研究人員正在使用3D打印來看看用戶和他們的假手之間的互動如何能夠非常直觀,，微創(chuàng)美容顯得自然而被經(jīng)濟實惠的部署到有需要的國家。

該實驗室的負責人Nikolai Dechev教授領導了這個用3D打印方法制造功能齊全的可抓握假手的項目,。

Dechev研究計劃的核心是為假手裝上一個集成了生物醫(yī)學設備和傳感器的機電系統(tǒng),，而且這支可3D打印的假手能夠持續(xù)抓握25萬次。





在Dechev教授的研究規(guī)劃中,，最終完成的3D打印假手需要符合一定的功能標準,。這些標準包括：

自適應抓握：手指能夠自然圍繞在持有物體的周邊。當手握著某個物體合攏時,，四個手指和拇指將彼此獨立的向內彎曲并且與被握物體的形狀大體一致,。不同形狀的物體（立方體、工具,、球等...）的將導致不同的抓握姿勢,。

使用者易于控制：設備的控制必須方便和直觀�,？刂票仨毐ＷC所需的操作的完成,，并防止或最大限度地減少不必要的操作�,；�于生物信號的傳感器設計也是這個控制系統(tǒng)的一部分,。

對使用者的反饋：目前，傳統(tǒng)的假肢用戶只能依賴視覺反饋和其他間接的方法來操作對象,。研究團隊的一個重要方向,，就是探索新的方法來給截肢的使用者以直接的反饋，比如刺激。

外形美觀：一個假手具有自然的外觀是非常重要的,，這里的外觀包括靜止和移動兩種方式,。 我們的設計力求自然，更接近人體形態(tài),。

可擴展性設計：設計的假手原型大小接近于平均11歲的孩子的手,。理想情況下，重量也應等于或小于一個同樣大小的常規(guī)假手,。該設計根據(jù)年齡更大用戶的需求進行擴展,。

低功耗設計：能源消耗直接假手的實際使用體驗，必須最小化,。

堅固的設計：假手必須牢固,、耐用，有足夠的握力,，以完成所需的任務,。特別是三根手指的握力應至少為50牛頓以上。

成本低,，維修方便：假手必須設計為低成本制造,，以確保能夠被廣泛采用。維修應該很容易和不經(jīng)常,，預期可完成25萬次抓握的動作,。

據(jù)了解，該假手的設計正處于迭代過程中,，其目前的原型 TBM 1-DOF已經(jīng)能夠滿足上述要求,，不過其制造方式并不是基于3D打印的，研究團隊的下一個目標是對其進行重新設計,，以便于使用3D打印技術也能快速,、準確地實現(xiàn)其功能。這包括手指關節(jié),、手掌和各種內部機制,。

最后一方面，它將像Robohand一樣,，能夠防水,，使用廉價的電子元件，并且能夠很容易復制,。

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