Med Iron Man kigger på, italiensk teknologidesigner Federico Ciccarese holder en hvid plastik hånd rigget med flerfarvede ledninger fastgjort til en elektronisk omstillingstavle. Han er ved at starte en demo af ham YouBioniske hånd. I vinduet bag ham er solen ved at gå ned - det er aften i Milano - og til venstre for ham en plakat i naturlig størrelse af Tony Stark i fuld metaldragt.
"Han er min assistent," joker Ciccarese. "Og også min helt og inspiration, fordi han bekymrede sig om menneskeheden."
Han vender sig på hånden, og dens hvide kridtagtige fingre knytter sig til en knytnæve. Så løsner de sig, og håndfladen er åben igen. Til sidst danner pegefingeren og tommelfingeren en cirkel, som om de holder en lille, delikat genstand.
Relaterede
- Bekæmp fodboldskader med 3D-printede, hyper-personaliserede puder
- De bedste 3D-printere under $500
- Inde i søgen efter 3D-print en perfekt velsmagende bøf
Vi tager disse tiltag for givet; vi gør dem alle tusind gange om dagen uden at tænke.
Vi tager disse tiltag for givet; vi gør dem alle tusind gange om dagen uden at tænke. Men for folk, der har mistet hænder eller fingre, er disse enkle handlinger uopnåelige. Det er umuligt at tage fat i et dørhåndtag, endsige at holde en kuglepen eller tælle vekslepenge. Ciccarese tog afsted for at løse dette problem. Hans YouBionic-hånd kan ligne science fiction, men mekanismen er overraskende enkel, siger han.
Når vi vil vikle fingrene om et glas eller tage et stykke papir op, sender vores hjerne signaler til vores muskler. Disse signaler rejser gennem vores centralnervesystem til musklerne i en form for elektriske impulser. I en sund persons krop resulterer disse signaler i passende muskelsammentrækninger, såsom at fingre bevæger sig og bøjer. I en amputerets krop genererer hjernen stadig signalerne, men de når ikke destinationen, fordi kropsdelene ikke er der. Men hvis du fastgør elektroder til musklen i den resterende del af en amputerets arm, kan du aflæse impulserne og omsætte dem til håndens bevægelser - om end en plastik.
De elektriske impulser er forskellige i styrke, hvilket udmønter sig i sammentrækninger af forskellig skala og bevægelser af forskellig rækkevidde: lavere impulser resulterer i mindre bevægelser, højere impulser i større dem.
Denne konvertering er ret ligetil, siger Ciccarese, takket være Arduino, en type mikrocontroller, som gør det muligt at skabe robotenheder, der interagere med verden ved hjælp af sensorer, der suger information op (i dette tilfælde via elektroder) og aktuatorer - de små motorer, der laver mekaniske dele bevæge sig. "Der er elektricitet i alle muskler i vores krop," siger Ciccarese. "Når hjernen sender en impuls til musklen, læser sensoren den og oversætter den til et tal, der er proportional med sammentrækningen og sender derefter denne besked til mikrocontrolleren."
Det kræver tre elektroder at aflæse en muskels elektriske impulser. For at få YouBionic-hånden til at fungere, placerer Ciccarese den røde elektrode i midten af musklen, den blå i enden og den sorte mod knoglen tæt på musklen. I fremtiden, for at forbedre bevægelserne, planlægger han at bruge elektroder på flere muskler.
Han forestiller sig, at amputerede kan opdatere hardwaren og softwaren i deres lemmer, som vi opdaterer vores smartphones.
Men det er kun en del af YouBionic-håndens appel. Den anden er enkelheden i fremstillingen. Dens plastikdele er 3D-printet af nylonstøv. I en proces kaldet sintring, en laser 3D printer opvarmer støvet og støber det til de nødvendige plastdele. "Lige nu sender jeg en tegning til et firma, der trykker den," siger Ciccarese, men i fremtiden kan det gøres derhjemme. Med lidt anderledes 3D-teknologi som f.eks Fused Deposition Modeling som bygger dele ved at lægge plastik i lag, ville YouBionics kunder selv kunne 3D-printe deres håndstykker, nemt og billigt. Arduino, som kører på open source-hardware, er også billig, så Ciccarese forventer, at YouBionic-hænder er meget overkommelige.
Han forestiller sig, at amputerede kan opdatere hardwaren og softwaren i deres lemmer, som vi opdaterer vores smartphones. Hvis der er en opdatering til Arduino-softwaren, der får din finger til at knytte sig hurtigere, skal du blot downloade koden. Hvis der er en opgradering til tommelfingeren, der giver dig et bedre greb om din pen, 3D-print den nye tommelfingerdel og smid den forældede væk.
"I fremtiden vil folk være i stand til at opdatere deres bioniske hånd ved at downloade og printe den nyeste 3D-model," siger han. Lige nu er hånden helt af plast, undtagen ledninger, men han planlægger at tilføje gummipletter på den for at forbedre grebet.
Ciccarese siger, at hans teknologi også kan skaleres til fodamputerede. Men han tager det også et skridt videre. Han forestiller sig, at selv raske mennesker kan finde en tredje hånd nyttig i nogle situationer. Hvorfor ikke give en ekstra hånd - en robotisk uforgængelig ekstremitet, der ikke føler smerte - til en brandmand eller en anden, der arbejder under ekstreme forhold? Og astronauter, der reparerer overfladerne på deres skibe, kan også finde hænder, der opererer uden for deres dragter.
"Jeg startede denne enhed som en protese, men den kan have mange anvendelser," siger Ciccarese. "Jeg håber, jeg kan gøre noget for menneskeheden som Iron Man."
En båddesigner om dagen og robotelsker om natten, Ciccarese begyndte at eksperimentere med den bioniske hånd for omkring et år siden. "Jeg er 33 år gammel. At designe både er godt, hvorfor ikke, men jeg ville gerne gøre noget vigtigt for menneskeheden,” siger han og tilføjer, at han planlægger at lade amputerede teste YouBionic i 2015.
“På Twitter talte jeg med en far til en 5-årig, som mangler fem fingre. Han venter på, at jeg bliver færdig med dette, så hans søn kan prøve det."
Redaktørernes anbefalinger
- Denne 3D-printer får over 50 % rabat på Monoprice jubilæumsudsalg
- Har du brug for et Halloween-kostume i sidste øjeblik? Tjek disse 3D-printbare getups
- Fremtiden for at lave ting: Inde i udviklingen af 3D-print med Formlabs
- Fars dags gaveidé: Disse billige 3D-printere er til salg for mindre end $300
- Det 50 år gamle Silicon Valley-laboratorium, der praktisk talt opfandt moderne databehandling
