Gjør sport tryggere med 3D-trykte, hyper-personlige puter

Hvis du noen gang har sett en film om sport, har du sett den. Det er det øyeblikket som inntreffer to tredjedeler av veien inn i historien, da hovedpersonenes uunngåelige seier plutselig virker mye mindre sikker. Kanskje havner den inspirerende mentoren på akutten og mumler motiverende slagord fra en sykehusseng. Kanskje vinner den uortodokse treneren over laget, bare for å få sparken av ledelsen for å tenke for langt utenfor boksen. Muligens har stjernelacrossespilleren en troskrise og innser han ønsker å være en acapella sanger i stedet for en jock.

For de tre medgründerne av Beskytt 3D, fant en virkelighetsversjon av det øyeblikket sted mellom den andre og femte kampen i Duke Universitys fotballsesong for flere år siden, da selskapets grunnleggere var ingeniørstudenter. Lagets startende quarterback var mottakeren av en spesielt tøff sekk i løpet av en kamp. Han gikk hardt ned og ble nede. Ting så dystert ut.

"Det var vårt siste år," sa Kevin Gehsmann til Digital Trends. «Vår quarterback, Daniel Jones, som nå spiller for Giants, og som var en klassekamerat av oss og en nær venn, hadde en kragebeinskade.»

Heldigvis for Jones hadde vennene hans en måte å få ham tilbake i spillet på.

Å bryte formen

Den normale løsningen, sa Gehsmann, ville typisk være å varme opp et stykke termoplast og støpe det til Jones' torso, og dermed skape en provisorisk avstiver. Men dette ville også vært ekstremt restriktivt, og gjort det vanskelig for ham å gå gjennom de nødvendige kastebevegelsene. Heldigvis – og her kommer forløsningens øyeblikk i Hollywood-stil – hadde Gehsmann og medstudentene Tim Skapek og Clark Bulleit jobbet med et nyskapende prosjekt som innebar å bruke 3D-skanning og 3D-utskriftsteknologi for å lage tannregulering, så vel som andre støttende enheter, som kan prototypes og skrives ut utrolig raskt. Det eneste problemet? Den har ikke blitt testet ordentlig ennå.

"Det medisinske personalet kom til oss og sa: 'Hvis det noen gang er tid til å bruke 3D-teknologien vår på en spesifikk medisinsk brukssak, ville det være å beskytte dette Kragebeinsskade med vår startende quarterback fordi det kan tillate ham å komme tilbake på banen tidligere og holde seg frisk hvis han får et treff,» Gehsmann tilbakekalt.

Ingeniørstudentene tok en 3D-skanning av Jones og brukte disse dataene til å designe og skrive ut en bøyle som passet perfekt til ham - og bare ham. Tenk på det som rutenettversjonen av Askepotts glasstøffel. «Vi var i stand til å bruke rask prototyping, sammen med 3D-utskrift, for å gjøre ham til en optimal løsning som tillot ham å gå gjennom [den nødvendige] fulle kastebevegelsen uten begrensning,» Gehsmann sa.

Et par uker senere, under Jones' comeback-kamp, ​​klarte Duke å slå Virginia Tech 31-14. Jones forble frisk gjennom resten av sesongen, ledet Duke-fotballlaget til en seier i Bowl Game, og var det til slutt valgt sjette totalt i 2019 NFL Draft av New York Giants, som han for tiden starter for quarterback.

Det var en klassisk sportsfilm som sluttet for Jones - men for Gehsmann, Skapek og Bulleit var det bare begynnelsen.

Demokratiseringen av sportsteknologi

Hopp noen år fremover (selv om bare noen få siden grunnleggerne av PROTECT3D – uttalt «Protected» – bare er i begynnelsen av 20-årene) og Duke-forskningsprosjektet har blitt en fullverdig startup. Selskapets mål er å ta denne lovende teknologien og bruke den til å transformere måten medisinske eller verneutstyr er laget for idrettsutøvere. I stedet for en dyr, tidkrevende prosess, lar selskapets app atletiske trenere raskt skanne idrettsutøvere på under ett minutt ved hjelp av en smarttelefon eller nettbrett. Denne informasjonen blir deretter lastet opp til skyen og sendt til et team av designingeniører som bruker dataene til å lage tilpassede enheter for idrettsutøvere, som deretter skrives ut og sendes ut.

"Vi er basert i North Carolina," sa Skapek til Digital Trends. "Hvis vi får en 3D-skanning på for eksempel en mandag, kan vi designe og 3D-printe det produktet [med en gang], sende det ut på en tirsdag, og en kunde på vestkysten i California har de spesialtilpassede produktene på onsdag slik at de kan begynne å bruke det.»

Det er et eksempel på demokratisering av sportsteknologi i aksjon. "I de mest elitekretser innen friidrett har det vært skreddersydde løsninger for alle slags skader eller utstyr i mange år," fortsatte Skapek. "Nøkkelen til vår tilnærming, og egentlig det vi prøver å gjøre for å forstyrre industrien, er at disse tilpassede løsningene tradisjonelt krever mye manuelt arbeid. De krever håndstøping, gipsstøping, ting som er arbeidskrevende og krever høy kompetanse. Hele oppdraget vårt har vært å ikke bare lage flotte tilpassede enheter, men [også] gjøre prosessen med å lage tilpassede enheter så mye smidigere, mer effektiv, mer tilgjengelig og mer skalerbar – for å bringe den til høyskolefriidrett, videregående friidrett, amatørfriidrett, til folk overalt, egentlig."

Fremtiden for sportsutstyr

Mens mange av selskapets enheter er designet for å hjelpe mennesker som håndterer skader, sa Skapek at det også fokuserer på å lage forebyggende produkter for å holde uskadde idrettsutøvere friske. Produktene så langt inkluderer puter designet for å beskytte mot direkte støt på skadede områder, samt en rekke "skinne- og avstivende"-enheter for hånd- og håndleddsskader. Til dags dato har PROTECT3D passert 500 enheter som er sendt ut, selv om medgründerne erkjenner at veksten avtok under pandemien.

"Alles sportsbudsjett ble frosset, og de fikk ikke lov til å investere i ny teknologi eller noe," sa Gehsmann. Heldigvis, når verden begynner å gå tilbake til normalen, stiger tallene igjen - sammen med støtte fra alle steder fra NFL til college-fotballlag.

"[Prissettingen er] litt komplisert, fordi vi er en startup på små scener," sa Gehsmann. "Det er i konstant endring. Men måten vi jobber med universiteter og profesjonelle fotballag på er å lisensiere programvare og deretter ta direkte betalt for de enkelte produktene. Men til syvende og sist, når vi vokser og vi kommer til en viss skala, håper vi at 3D-utskrift fortsetter på bane til hvor … våre spesialtilpassede produkter kan sammenlignes med hyllevare [standardisert] Produkter."

Redaktørenes anbefalinger

• NFL ønsker å forutsi skader før de skjer. Dette er hvordan
• Trefftakere: Den banebrytende teknikk gjør fotballhjelmer tryggere enn noen gang
• Inne i søken etter 3D-print en perfekt velsmakende biff
• 3D-printede respiratorventiler hjelper italiensk sykehus rystet av koronavirus
• 3D-utskriftsteknikk produserer små, svært detaljerte objekter på sekunder