Iron Man katselee italialaista teknologiasuunnittelijaa Federico Ciccarese pitelee valkoista muovista käsin kiinnitettyä monivärisiä johtoja, jotka on kiinnitetty elektroniseen kytkintauluun. Hän on aloittamassa demon YouBionic käsi. Hänen takanaan olevaan ikkunaan aurinko laskee – on ilta Milanossa – ja hänen vasemmalla puolellaan on luonnollisen kokoinen juliste Tony Starkista metallipuvussa.
"Hän on avustajani", Ciccarese vitsailee. "Ja myös sankarini ja inspiraationi, koska hän välitti ihmisyydestä."
Hän kääntää käden päälle, ja sen valkoiset kalkkiset sormet puristuvat nyrkkiin. Sitten ne irtoavat ja kämmen on taas auki. Lopuksi etusormi ja peukalo muodostavat ympyrän, ikään kuin pitelevät pientä, herkkää esinettä.
Liittyvät
- Taistele jalkapallovammoja vastaan 3D-tulostetuilla, hyperpersonoiduilla tyynyillä
- Parhaat 3D-tulostimet alle 500 dollaria
- Voit tulostaa 3D-tulostuksen sisällä täydellisen maistuvan pihvin
Pidämme näitä liikkeitä itsestäänselvyytenä; me kaikki teemme niitä tuhat kertaa päivässä ajattelematta.
Pidämme näitä liikkeitä itsestäänselvyytenä; me kaikki teemme niitä tuhat kertaa päivässä ajattelematta. Mutta ihmiset, jotka ovat menettäneet kädet tai sormet, nämä yksinkertaiset toimet ovat saavuttamattomia. Ovenkahvaan tarttuminen on mahdotonta, puhumattakaan kynän pitämisestä tai rahasumman laskemisesta. Ciccarese lähti korjaamaan tätä ongelmaa. Hänen YouBionic-kätensä saattaa näyttää tieteiskirjallisuudesta, mutta mekanismi on yllättävän yksinkertainen, hän sanoo.
Kun haluamme kääriä sormemme lasin ympärille tai poimia paperinpalan, aivomme lähettävät signaaleja lihaksillemme. Nämä signaalit kulkevat keskushermostomme kautta lihaksille sähköisten impulssien muodossa. Terveen ihmisen kehossa nämä signaalit johtavat sopiviin lihasten supistuksiin, kuten sormien liikkumiseen ja taipumiseen. Amputoidun kehossa aivot edelleen tuottavat signaaleja, mutta ne eivät saavuta määränpäätä, koska ruumiinosat eivät ole siellä. Mutta jos kiinnität elektrodit amputoidun käsivarren jäljellä olevan osan lihakseen, voit lukea impulssit ja muuntaa ne käden liikkeiksi – vaikkakin muovisena.
Sähköimpulssien voimakkuus vaihtelee, mikä tarkoittaa eri mittakaavaisia supistuksia ja eri alueen liikkeet: pienemmät impulssit johtavat pienempiin liikkeisiin, korkeammat impulssit suurempiin yhdet.
Tämä muunnos on melko yksinkertainen, Ciccarese sanoo, kiitos Arduinon, eräänlaisen mikro-ohjaimen, jonka avulla voidaan luoda robottilaitteita, jotka olla vuorovaikutuksessa maailman kanssa käyttämällä antureita, jotka imevät tietoa (tässä tapauksessa elektrodien kautta) ja toimilaitteita – pieniä moottoreita, jotka tekevät mekaanisia osia liikkua. "Kaikissa kehomme lihaksissa on sähköä", Ciccarese sanoo. "Kun aivot lähettävät impulssin lihakseen, anturi lukee sen ja muuntaa sen supistukseen verrannolliseksi luvuksi ja lähettää sitten tämän viestin mikro-ohjaimelle."
Yhden lihaksen sähköimpulssien lukemiseen tarvitaan kolme elektrodia. Jotta YouBionic-käsi toimisi, Ciccarese asettaa punaisen elektrodin lihaksen keskelle, sinisen päähän ja mustan kohti luuta lähelle lihasta. Jatkossa hän aikoo käyttää elektrodeja useisiin lihaksiin parantaakseen liikkeitä.
Hän kuvittelee, että amputoidut voivat päivittää raajojensa laitteiston ja ohjelmiston samalla tavalla kuin päivitämme älypuhelimiamme.
Mutta se on vain osa YouBionic-käden vetovoimaa. Toinen on valmistuksen yksinkertaisuus. Sen muoviosat on 3D-tulostettu nylonpölystä. Prosessissa ns sintraus, laser-3D-tulostin lämmittää pölyn ja muovaa sen tarvittaviin muoviosiin. "Tällä hetkellä lähetän piirustuksen yritykselle, joka tulostaa sen", Ciccarese kertoo, mutta jatkossa sen voi tehdä myös kotona. Hieman erilaisella 3D-tekniikalla, kuten Fused Deposition mallinnus joka rakentaa osia kerrostelemalla muovia, YouBionicin asiakkaat voisivat itse 3D-tulostaa käsikappaleensa helposti ja edullisesti. Avoimen lähdekoodin laitteistolla toimiva Arduino on myös edullinen, joten Ciccarese odottaa YouBionicin käsien olevan erittäin edullisia.
Hän kuvittelee, että amputoidut voivat päivittää raajojensa laitteiston ja ohjelmiston samalla tavalla kuin päivitämme älypuhelimiamme. Jos Arduino-ohjelmistoon on saatavilla päivitys, joka saa sormesi puristuksiin nopeammin, lataa vain koodi. Jos peukalossa on päivitys, jolla saat paremman otteen kynästäsi, tulosta uusi peukaloosa 3D-tulosta ja heitä vanhentunut pois.
"Tulevaisuudessa ihmiset voivat päivittää bionista käsiään lataamalla ja tulostamalla uusimman 3D-mallin", hän sanoo. Tällä hetkellä käsi on kokonaan muovia johtoja lukuun ottamatta, mutta hän aikoo lisätä siihen kumipisteitä parantaakseen puristuspitoa.
Ciccarese sanoo, että hänen tekniikkansa voidaan skaalata myös jalkaamputoituihin. Mutta hän ottaa sen myös askeleen pidemmälle. Hän kuvittelee, että terveilläkin ihmisillä saattaa olla joissain tilanteissa hyötyä kolmannesta kädestä. Mikset antaisi ylimääräistä kättä – tuhoutumatonta robottipäätä, joka ei tunne kipua – palomiehelle tai jollekin muulle, joka toimii äärimmäisissä olosuhteissa? Ja laivojensa pintoja korjaavat astronautit saattavat pitää kätensä myös puvunsa ulkopuolella.
"Aloitin tämän laitteen proteesina, mutta sillä voi olla monia sovelluksia", Ciccarese kertoo. "Toivon, että voin tehdä jotain ihmiskunnan hyväksi, kuten Iron Man."
Päivisin venesuunnittelija ja öisin robottien harrastaja Ciccarese aloitti bionisen käden kokeilun noin vuosi sitten. "Olen 33-vuotias. Veneiden suunnittelu on hyvä asia, miksi ei, mutta halusin tehdä jotain ihmiskunnalle tärkeää”, hän sanoo ja lisää, että hän aikoo antaa amputoitujen testata YouBionicia vuonna 2015.
"Puhuin Twitterissä 5-vuotiaan isän kanssa, jolta puuttuu viisi sormea. Hän odottaa, että saan tämän valmiiksi, jotta hänen poikansa voi kokeilla sitä."
Toimittajien suositukset
- Tämä 3D-tulostin on yli 50 % alennuksessa Monoprice-juhlavuoden alennuksessa
- Tarvitsetko viime hetken Halloween-asun? Tutustu näihin 3D-tulostettaviin versioihin
- Tekemisen tulevaisuus: Formlabsin 3D-tulostuksen evoluution sisällä
- Isänpäivälahjaidea: Nämä halvat 3D-tulostimet ovat myynnissä alle 300 dollarilla
- 50 vuotta vanha Piilaakson laboratorio, joka käytännössä keksi modernin tietojenkäsittelyn
