YouBionic, 3D 프린팅 의수 제작

아이언맨이 지켜보는 가운데, 이탈리아 기술 디자이너 페데리코 치카레세 전자 배전반에 연결된 여러 색상의 전선으로 조작된 흰색 플라스틱 손을 들고 있습니다. 그는 곧 그의 데모를 시작하려고 한다. YouBionic 손. 그의 뒤에 있는 창문에는 해가 지고 있습니다. 밀라노의 저녁입니다. 그의 왼쪽에는 풀 메탈 의상을 입은 실물 크기의 토니 스타크 포스터가 걸려 있습니다.

"그는 내 조수예요." Ciccarese가 농담합니다. "그리고 그는 인류에 관심을 가졌기 때문에 나의 영웅이자 영감이기도 합니다."

그가 손을 돌리자 그 하얀 백악질의 손가락이 주먹을 쥐었다. 그런 다음 풀리고 손바닥이 다시 열립니다. 마지막으로 집게손가락과 엄지손가락은 마치 작고 섬세한 물건을 쥐고 있는 것처럼 원을 이룬다.

우리는 이러한 움직임을 당연하게 여깁니다. 우리 모두는 아무 생각 없이 하루에 수천 번씩 그 일을 합니다. 그러나 손이나 손가락을 잃은 사람들에게는 이런 간단한 행동도 불가능합니다. 펜을 쥐거나 잔돈을 세는 것은커녕 문고리를 잡는 것도 불가능하다. Ciccarese는 이 문제를 해결하기 위해 출발했습니다. 그의 YouBionic 손은 공상 과학 소설처럼 보이지만 그 메커니즘은 놀라울 정도로 간단하다고 그는 말합니다.

우리가 유리잔을 손가락으로 감싸고 싶거나 종이 한 장을 집고 싶을 때 우리의 뇌는 근육에 신호를 보냅니다. 이러한 신호는 전기 충격의 형태로 중추신경계를 통해 근육으로 전달됩니다. 건강한 사람의 신체에서는 이러한 신호로 인해 손가락이 움직이고 구부러지는 등 적절한 근육 수축이 발생합니다. 절단 수술을 받은 사람의 신체에서는 뇌가 여전히 신호를 생성하지만 신체 부위가 없기 때문에 목적지에 도달하지 못합니다. 그러나 절단 수술을 받은 사람의 나머지 팔 근육에 전극을 부착하면 충격을 읽고 이를 손의 움직임으로 변환할 수 있습니다. 비록 플라스틱이긴 하지만요.

전기 충격은 강도가 다르며 이는 다양한 규모의 수축으로 해석됩니다. 다양한 범위의 움직임: 낮은 자극은 더 작은 움직임을 가져오고, 높은 자극은 더 큰 움직임을 가져옵니다. 것들.

이러한 변환은 매우 간단하다고 Ciccarese는 말합니다. Arduino는 로봇 장치를 만들 수 있는 일종의 마이크로컨트롤러입니다. 정보를 흡수하는 센서(이 경우 전극을 통해)와 액추에이터(기계 부품을 만드는 작은 모터)를 사용하여 세상과 상호 작용합니다. 이동하다. Ciccarese는 “우리 몸의 모든 근육에는 전기가 흐르고 있습니다.”라고 말합니다. "뇌가 근육에 자극을 보내면 센서가 이를 읽고 수축에 비례하는 숫자로 변환한 다음 이 메시지를 마이크로컨트롤러에 보냅니다."

한 근육의 전기 자극을 읽으려면 세 개의 전극이 필요합니다. YouBionic 손을 작동시키기 위해 Ciccarese는 빨간색 전극을 근육 중앙에 배치하고 파란색 전극을 끝에 배치하고 검은색 전극을 근육에 가까운 뼈 쪽으로 배치합니다. 앞으로는 움직임을 개선하기 위해 여러 근육에 전극을 사용할 계획입니다.

하지만 이는 YouBionic 손의 매력 중 일부일 뿐입니다. 다른 하나는 제조의 단순성입니다. 플라스틱 부품은 나일론 먼지로 3D 프린팅되었습니다. 라는 프로세스에서 소결, 레이저 3D 프린터는 먼지를 가열하여 필요한 플라스틱 부품으로 성형합니다. Ciccarese는 "지금은 그림을 인쇄하는 회사에 보내지만 앞으로는 집에서도 할 수 있습니다"라고 말합니다. 와 같은 약간 다른 3D 기술로 융합 증착 모델링 플라스틱을 겹겹이 쌓아 부품을 만드는 YouBionic 고객은 쉽고 저렴하게 핸드피스를 직접 3D 프린팅할 수 있습니다. 오픈 소스 하드웨어에서 실행되는 Arduino도 가격이 저렴하므로 Ciccarese는 YouBionic 손이 매우 저렴할 것으로 기대합니다.

그는 우리가 스마트폰을 업데이트하는 것처럼 절단 장애인도 팔다리의 하드웨어와 소프트웨어를 업데이트할 수 있을 것이라고 상상합니다. 손가락을 더 빨리 움켜쥘 수 있는 Arduino 소프트웨어 업데이트가 있는 경우 코드를 다운로드하기만 하면 됩니다. 펜을 더 잘 잡을 수 있도록 엄지손가락에 대한 업그레이드가 있는 경우 새 엄지손가락 부분을 3D 프린팅하고 오래된 부분은 버리십시오.

“미래에는 사람들이 최신 3D 모델을 다운로드하고 인쇄하여 생체공학 손을 업데이트할 수 있을 것입니다.”라고 그는 말합니다. 현재 손은 와이어를 제외하고 모두 플라스틱이지만 핀치 그립 동작을 개선하기 위해 고무 점을 추가할 계획입니다.

Ciccarese는 그의 기술이 발 절단 환자에게도 확장될 수 있다고 말합니다. 그러나 그는 또한 한 단계 더 나아갑니다. 그는 건강한 사람이라도 어떤 상황에서는 제3의 손이 유용할 수 있다고 상상합니다. 소방관이나 극한 상황에서 작업하는 다른 사람에게 고통을 느끼지 않는 파괴 불가능한 로봇 팔다리인 추가 손을 주는 것은 어떨까요? 그리고 우주선의 표면을 수리하는 우주 비행사들은 슈트 밖에서 손을 조작하는 것도 편리할 수 있습니다.

Ciccarese는 "저는 이 장치를 보철물로 시작했지만 다양한 용도로 사용할 수 있습니다."라고 말합니다. “나는 아이언맨처럼 인류를 위해 뭔가를 할 수 있기를 바랍니다.”

낮에는 보트 디자이너이고 밤에는 로봇 애호가인 Ciccarese는 약 1년 전부터 생체공학 손을 실험하기 시작했습니다. “저는 33세입니다. 보트를 디자인하는 것은 좋지만 인류를 위해 중요한 일을 하고 싶었습니다.”라고 그는 말하며 2015년에 절단 장애인이 YouBionic을 테스트하도록 할 계획이라고 덧붙였습니다.

“트위터에서 다섯 손가락이 없는 5살 아이의 아버지와 이야기를 나눴습니다. 그는 내가 이 일을 끝내고 그의 아들이 그것을 시도할 수 있기를 기다리고 있습니다.”

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