S přihlížejícím Iron Manem, italským technologickým designérem Federico Ciccarese drží bílou plastovou ruku s různobarevnými dráty připojenou k elektronickému rozvaděči. Chystá se spustit své demo Ruka YouBionic. V okně za ním zapadá slunce – v Miláně je večer – a po jeho levici plakát Tonyho Starka v životní velikosti v celokovovém hávu.
"Je to můj asistent," vtipkuje Ciccarese. "A také můj hrdina a inspirace, protože mu záleželo na lidskosti."
Otočí ruku a její bílé křídové prsty se sevřou v pěst. Poté se uvolní a dlaň je opět otevřená. Nakonec ukazováček a palec tvoří kruh, jako by držely malý jemný předmět.
Příbuzný
- Bojujte proti fotbalovým zraněním pomocí 3D tištěných, hyperpersonalizovaných vycpávek
- Nejlepší 3D tiskárny pod 500 $
- Uvnitř pátrání po 3D tisku dokonale chutný steak
Tyto pohyby považujeme za samozřejmost; všichni je děláme tisíckrát denně bez přemýšlení.
Tyto pohyby považujeme za samozřejmost; všichni je děláme tisíckrát denně bez přemýšlení. Ale pro lidi, kteří přišli o ruce nebo prsty, jsou tyto jednoduché akce nedosažitelné. Uchopení kliky je nemožné, natož držení pera nebo počítání drobných. Ciccarese se vydal tento problém vyřešit. Jeho ruka YouBionic může vypadat jako sci-fi, ale mechanismus je překvapivě jednoduchý, říká.
Když chceme omotat prsty kolem sklenice nebo vzít kus papíru, náš mozek vysílá signály do našich svalů. Tyto signály putují naším centrálním nervovým systémem do svalů ve formě elektrických impulsů. V těle zdravého člověka tyto signály vedou k příslušným svalovým kontrakcím, jako je pohyb a ohýbání prstů. V těle po amputaci mozek stále generuje signály, ale nedosáhnou cíle, protože tam části těla nejsou. Ale pokud připojíte elektrody ke svalu zbývající části paže pacienta po amputaci, můžete číst impulsy a převést je do pohybů ruky – i když plastové.
Elektrické impulsy se liší v síle, což se promítá do kontrakcí různého rozsahu a pohyby různého rozsahu: nižší impulsy mají za následek menší pohyby, vyšší impulsy větší jedničky.
Tato konverze je docela přímočará, říká Cicarese, díky Arduinu, typu mikrokontroléru, který umožňuje vytvářet robotická zařízení, která interagovat se světem pomocí senzorů, které nasávají informace (v tomto případě prostřednictvím elektrod), a aktuátorů – malých motorů, které vytvářejí mechanické části hýbat se. "Ve všech svalech našeho těla je elektřina," říká Ciccarese. "Když mozek vyšle impulz do svalu, senzor jej přečte a převede na číslo úměrné kontrakci a poté odešle tuto zprávu do mikrokontroléru."
Ke čtení elektrických impulzů jednoho svalu jsou zapotřebí tři elektrody. Aby ruka YouBionic fungovala, umístí Cicarese červenou elektrodu do středu svalu, modrou na konec a černou ke kosti blízko svalu. V budoucnu pro zlepšení pohybů plánuje použití elektrod na více svalech.
Představuje si, že lidé po amputaci budou schopni aktualizovat hardware a software svých končetin způsobem, jakým aktualizujeme naše chytré telefony.
Ale to je jen část přitažlivosti ruky YouBionic. Další je jednoduchost výroby. Jeho plastové části jsou vytištěny 3D tiskem z nylonového prachu. V procesu tzv slinování, laserová 3D tiskárna zahřeje prach a vytvaruje jej do požadovaných plastových dílů. „Právě teď posílám výkres do společnosti, která ho vytiskne,“ říká Cicarese, ale v budoucnu to lze udělat doma. S trochu jinou 3D technologií jako např Fused Deposition Modeling která vyrábí díly vrstvením plastů, by si zákazníci YouBionic mohli sami snadno a levně 3D tisknout své dílky. Arduino, které běží na open-source hardwaru, je také levné, takže Cicarese očekává, že ruce YouBionic budou velmi dostupné.
Představuje si, že lidé po amputaci budou schopni aktualizovat hardware a software svých končetin způsobem, jakým aktualizujeme naše chytré telefony. Pokud existuje aktualizace softwaru Arduino, která zrychluje sevření prstů, stačí si stáhnout kód. Pokud existuje upgrade pro palec, který vám umožní lépe uchopit pero, vytiskněte 3D novou část palce a vyhoďte zastaralou část.
„V budoucnu budou lidé moci aktualizovat svou bionickou ruku stažením a tiskem nejnovějšího 3D modelu,“ říká. Právě teď je ruka celá plastová, kromě drátů, ale plánuje na ni přidat gumové body, aby se zlepšila akce sevření.
Ciccarese říká, že jeho technologii lze škálovat i pro osoby po amputaci nohy. Ale jde také o krok dále. Představuje si, že i zdravým lidem může být v některých situacích užitečná třetí ruka. Proč nepodat další ruku – robotickou nezničitelnou končetinu, která necítí bolest – hasičovi nebo někomu jinému, který pracuje v extrémních podmínkách? A astronautům, kteří opravují povrchy svých lodí, se mohou hodit i ruce působící mimo oblek.
"Začal jsem s tímto zařízením jako protetika, ale může mít mnoho aplikací," říká Ciccarese. "Doufám, že dokážu udělat něco pro lidstvo jako Iron Man."
Ciccarese, ve dne konstruktér lodí a v noci milovník robotů, začal experimentovat s bionickou rukou asi před rokem. „Je mi 33 let. Navrhování lodí je dobré, proč ne, ale chtěl jsem udělat něco důležitého pro lidstvo,“ říká s tím, že v roce 2015 plánuje nechat testovat YouBionic u lidí po amputaci.
„Na Twitteru jsem mluvil s otcem pětiletého dítěte, kterému chybí pět prstů. Čeká, až to dokončím, aby to mohl zkusit jeho syn."
Doporučení redakce
- Tato 3D tiskárna má více než 50% slevu ve výroční akci Monoprice
- Potřebujete halloweenský kostým na poslední chvíli? Podívejte se na tyto 3D tisknutelné sestavy
- Budoucnost tvorby věcí: Uvnitř evoluce 3D tisku s Formlabs
- Nápad na dárek ke Dni otců: Tyto levné 3D tiskárny se prodávají za méně než 300 dolarů
- 50 let stará laboratoř v Silicon Valley, která prakticky vynalezla moderní výpočetní techniku
