YouBionic realizează o mână protetică imprimată 3D

Cu Iron Man privind, designer de tehnologie italian Federico Ciccarese ține o mână de plastic albă, echipată cu fire multicolore, atașată la un tablou electronic. El este pe cale să înceapă un demo al lui Mâna YouBionic. În fereastra din spatele lui, soarele apune - e seară la Milano - și în stânga lui, un afiș în mărime naturală cu Tony Stark în haine metalice.

„El este asistentul meu”, glumește Ciccarese. „Și, de asemenea, eroul și inspirația mea pentru că îi pasă de umanitate.”

Își întoarce mâna, iar degetele ei albe, cretă, se strâng într-un pumn. Apoi se desface și palma este din nou deschisă. În cele din urmă, degetul arătător și degetul mare formează un cerc, parcă țineau un obiect mic, delicat.

Luăm aceste mișcări de la sine înțeles; cu toții le facem de o mie de ori pe zi fără să ne gândim. Dar pentru persoanele care și-au pierdut mâinile sau degetele, aceste acțiuni simple sunt de neatins. Este imposibil să apuci clanța de ușă, darămite să ții un pix sau să numări schimbul. Ciccarese a pornit să rezolve această problemă. Mâna lui YouBionic poate arăta ca o ficțiune științifico-fantastică, dar mecanismul este surprinzător de simplu, spune el.

Când vrem să ne înfășurăm degetele în jurul unui pahar sau să luăm o bucată de hârtie, creierul nostru trimite semnale mușchilor noștri. Aceste semnale călătoresc prin sistemul nostru nervos central către mușchi sub formă de impulsuri electrice. În corpul unei persoane sănătoase, aceste semnale au ca rezultat contracțiile musculare adecvate, cum ar fi degetele în mișcare și îndoire. În corpul unui amputat, creierul încă generează semnalele, dar acestea nu ajung la destinație, deoarece părțile corpului nu sunt acolo. Dar dacă atașați electrozi la mușchiul părții rămase a brațului unui amputat, puteți citi impulsurile și le puteți traduce în mișcările mâinii, deși una din plastic.

Impulsurile electrice diferă ca putere, ceea ce se traduce prin contracții de scară diferită și mișcări de gamă diferită: impulsurile mai mici au ca rezultat mișcări mai mici, impulsurile mai mari în mai mari cele.

Această conversie este destul de simplă, spune Ciccarese, datorită Arduino, un tip de microcontroler care permite crearea de dispozitive robotizate care interacționează cu lumea folosind senzori care aspiră informații (în acest caz prin electrozi) și dispozitive de acționare - micile motoare care fac piesele mecanice mișcare. „Există electricitate în toți mușchii corpului nostru”, spune Ciccarese. „Când creierul trimite un impuls mușchiului, senzorul îl citește și îl traduce într-un număr proporțional cu contracția și apoi trimite acest mesaj microcontrolerului.”

Este nevoie de trei electrozi pentru a citi impulsurile electrice ale unui muschi. Pentru ca mâna YouBionic să funcționeze, Ciccarese plasează electrodul roșu în centrul mușchiului, cel albastru la capăt și cel negru spre osul aproape de mușchi. Pe viitor, pentru a îmbunătăți mișcările, intenționează să folosească electrozi pe mai mulți mușchi.

Dar asta este doar o parte din atractia mâinii YouBionic. Celălalt este simplitatea producției. Piesele sale din plastic sunt imprimate 3D din praf de nailon. Într-un proces numit sinterizarea, o imprimantă laser 3D încălzește praful și îl modelează în părțile din plastic necesare. „În acest moment trimit un desen unei firme care îl tipări”, spune Ciccarese, dar pe viitor se poate face acasă. Cu tehnologie 3D ușor diferită, cum ar fi Modelarea depunerii fuzionate care construiește piese prin stratificarea plasticului, clienții YouBionic ar putea să-și imprime ei înșiși piesele de mână 3D, ușor și ieftin. Arduino, care rulează pe hardware open-source, este, de asemenea, ieftin, așa că Ciccarese se așteaptă ca mâinile YouBionic să fie foarte accesibile.

El își imaginează că persoanele amputate pot să actualizeze hardware-ul și software-ul membrelor lor așa cum ne actualizăm smartphone-urile. Dacă există o actualizare a software-ului Arduino care vă face să strângeți degetul mai repede, trebuie doar să descărcați codul. Dacă există o actualizare pentru degetul mare care vă oferă o mai bună prindere a stiloului dvs., imprimați 3D noua parte a degetului mare și aruncați-o pe cea învechită.

„În viitor, oamenii își vor putea actualiza mâna bionică prin descărcarea și imprimarea celui mai recent model 3D”, spune el. În acest moment, mâna este toată din plastic, cu excepția firelor, dar intenționează să adauge pete de cauciuc pe ea pentru a îmbunătăți acțiunea de prindere.

Ciccarese spune că tehnologia sa poate fi adaptată și pentru ampuții de picioare. Dar face și un pas mai departe. El își imaginează că chiar și oamenii sănătoși pot găsi o mână a treia utilă în anumite situații. De ce să nu dai o mână în plus – o extremitate robotică indestructibilă care nu simte durere – unui pompier sau altcuiva care operează în condiții extreme? Și astronauții care repară suprafețele navelor lor ar putea găsi la îndemână mâinile care operează în afara costumelor lor.

„Am început acest dispozitiv ca proteză, dar poate avea multe aplicații”, spune Ciccarese. „Sper să pot face ceva pentru umanitate, precum Omul de Fier.”

Designer de bărci ziua și pasionat de roboti noaptea, Ciccarese a început să experimenteze cu mâna bionică în urmă cu aproximativ un an. "Am 33 de ani. Proiectarea bărcilor este bine, de ce nu, dar am vrut să fac ceva important pentru umanitate”, spune el, adăugând că intenționează să lase amputații să testeze YouBionic în 2015.

„Pe Twitter, am vorbit cu un tată al unui copil de 5 ani căruia îi lipsesc cinci degete. Așteaptă să termin asta, așa că fiul lui poate încerca.”

Recomandările editorilor

• Această imprimantă 3D are o reducere de peste 50% la vânzarea aniversară Monoprice
• Ai nevoie de un costum de Halloween de ultimă oră? Consultați aceste îmbrăcăminte imprimabile 3D
• Viitorul producerii de lucruri: în interiorul evoluției imprimării 3D cu Formlabs
• Ideea de cadou de Ziua Tatălui: Aceste imprimante 3D ieftine sunt la vânzare la mai puțin de 300 USD
• Laboratorul din Silicon Valley, vechi de 50 de ani, care practic a inventat computerul modern