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3D新聞

專業科研團隊加入3D打印假手的研發陣營

星之球激光 來源:天工社2014-12-18 我要評論(0 )   

2013 年五月,MakerBot發布了一個(ge) 關(guan) 於(yu) Robohand 3D打印假手的視頻。對於(yu) 許多人來說,這個(ge) 視頻讓它們(men) 首次看到了3D打印在製造低成本的假手或假肢方麵的潛力。 Robohand 是...

 

        2013年五月,MakerBot發布了一個(ge) 關(guan) 於(yu) Robohand 3D打印假手的視頻。對於(yu) 許多人來說,這個(ge) 視頻讓它們(men) 首次看到了3D打印在製造低成本的假手或假肢方麵的潛力。

        Robohand是一個(ge) 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,隻要有關(guan) 節功能的需求者,其極低的製造成本幾乎秒殺目前市場上動輒幾千上萬(wan) 美金的商業(ye) 化假手。

 

        如今,專(zhuan) 業(ye) 的科研人員也加入了這一行列。最近,Victoria大學生物醫學設計和係統實驗室通過重新設計更複雜的探索,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展中國家。

        作為(wei) 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(men) 的假手之間的互動如何能夠非常直觀,微創美容顯得自然而被經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(ge) 用3D打印方法製造功能齊全的可抓握假手的項目。

        Dechev研究計劃的核心是為(wei) 假手裝上一個(ge) 集成了生物醫學設備和傳(chuan) 感器的機電係統,而且這支可3D打印的假手能夠持續抓握25萬(wan) 次。

 

        在Dechev教授的研究規劃中,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:

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

        2)使用者易於(yu) 控製:設備的控製必須方便和直觀。控製必須保證所需的操作的完成,並防止或最大限度地減少不必要的操作。基於(yu) 生物信號的傳(chuan) 感器設計也是這個(ge) 控製係統的一部分。

        3)對使用者的反饋:目前,傳(chuan) 統的假肢用戶隻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(ge) 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。

        4)外形美觀:一個(ge) 假手具有自然的外觀是非常重要的,這裏的外觀包括靜止和移動兩(liang) 種方式。 我們(men) 的設計力求自然,更接近人體(ti) 形態。

        5)可擴展性設計:設計的假手原型大小接近於(yu) 平均11歲的孩子的手。理想情況下,重量也應等於(yu) 或小於(yu) 一個(ge) 同樣大小的常規假手。該設計根據年齡更大用戶的需求進行擴展。

        6)低功耗設計:能源消耗直接假手的實際使用體(ti) 驗,必須最小化。

        7)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(wei) 50牛頓以上。

        8)成本低,維修方便:假手必須設計為(wei) 低成本製造,以確保能夠被廣泛采用。維修應該很容易和不經常,預期可完成25萬(wan) 次抓握的動作。

        據了解,該假手的設計正處於(yu) 迭代過程中,其目前的原型 TBM 1-DOF已經能夠滿足上述要求,不過其製造方式並不是基於(yu) 3D打印的,研究團隊的下一個(ge) 目標是對其進行重新設計,以便於(yu) 使用3D打印技術也能快速、準確地實現其功能。這包括手指關(guan) 節、手掌和各種內(nei) 部機製。

        最後一方麵,它將像Robohand一樣,能夠防水,使用廉價(jia) 的電子元件,並且能夠很容易複製。

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