Итальянский дизайнер технологий под присмотром Железного человека Федерико Чиккарезе держит белую пластиковую ручку с разноцветными проводами, прикрепленную к электронному распределительному щиту. Он собирается запустить демо-версию своего YouBionic рука. В окне позади него садится солнце — в Милане вечер — а слева от него плакат в натуральную величину с Тони Старком в цельнометаллическом одеянии.
«Он мой помощник», — шутит Чиккарезе. «А также мой герой и вдохновитель, потому что он заботился о человечестве».
Он поворачивает руку, и ее белые, как мел, пальцы сжимаются в кулак. Затем они разжимаются, и ладонь снова открывается. Наконец, указательный и большой пальцы образуют круг, как будто держат небольшой хрупкий предмет.
Связанный
- Борьба с футбольными травмами с помощью гиперперсонализированных подушечек, напечатанных на 3D-принтере
- Лучшие 3D-принтеры стоимостью менее 500 долларов
- В поисках 3D-печати идеально вкусного стейка
Мы воспринимаем эти шаги как нечто само собой разумеющееся; мы все делаем это тысячу раз в день, не задумываясь.
Мы воспринимаем эти шаги как нечто само собой разумеющееся; мы все делаем это тысячу раз в день, не задумываясь. Но для людей, потерявших руки или пальцы, эти простые действия недостижимы. Невозможно схватиться за дверную ручку, не говоря уже о том, чтобы держать ручку или считать сдачу. Чиккарезе отправился решать эту проблему. Его рука YouBionic может выглядеть как из научной фантастики, но механизм на удивление прост, говорит он.
Когда мы хотим обхватить пальцами стакан или взять лист бумаги, наш мозг посылает сигналы нашим мышцам. Эти сигналы проходят через нашу центральную нервную систему к мышцам в виде электрических импульсов. В организме здорового человека эти сигналы приводят к соответствующим сокращениям мышц, например, к движению и сгибанию пальцев. В теле человека с ампутированной конечностью мозг все еще генерирует сигналы, но они не доходят до места назначения, потому что там нет частей тела. Но если прикрепить электроды к мышце оставшейся части руки инвалида, можно будет считывать импульсы и транслировать их в движения руки, пусть и пластиковой.
Электрические импульсы различаются по силе, что приводит к сокращениям разного масштаба. и движения разного диапазона: более низкие импульсы приводят к меньшим движениям, более высокие импульсы - к более крупным. те.
По словам Чиккарезе, это преобразование довольно простое благодаря Arduino, типу микроконтроллера, который позволяет создавать роботизированные устройства, которые взаимодействуют с миром с помощью датчиков, поглощающих информацию (в данном случае через электроды), и исполнительных механизмов — маленьких моторчиков, которые создают механические детали. двигаться. «Во всех мышцах нашего тела есть электричество», — говорит Чиккарезе. «Когда мозг посылает импульс мышце, датчик считывает его и переводит в число, пропорциональное сокращению, а затем отправляет это сообщение микроконтроллеру».
Для считывания электрических импульсов одной мышцы требуется три электрода. Чтобы рука YouBionic работала, Сиккарезе помещает красный электрод в центр мышцы, синий — на конец, а черный — по направлению к кости рядом с мышцей. В будущем для улучшения движений он планирует использовать электроды на нескольких мышцах.
Он предполагает, что люди с ампутированными конечностями смогут обновлять аппаратное и программное обеспечение своих конечностей так же, как мы обновляем наши смартфоны.
Но это только часть привлекательности руки YouBionic. Второе – простота изготовления. Его пластиковые детали напечатаны на 3D-принтере из нейлоновой пыли. В процессе, называемом спеканиеЛазерный 3D-принтер нагревает пыль и формирует из нее необходимые пластиковые детали. «Сейчас я отправляю рисунок в компанию, которая его печатает», — говорит Чиккарезе, но в будущем это можно будет делать дома. С немного другой 3D-технологией, такой как Моделирование наплавленного осаждения которая создает детали путем наслаивания пластика, клиенты YouBionic смогут сами легко и дешево печатать свои насадки на 3D-принтере. Arduino, которая работает на оборудовании с открытым исходным кодом, также стоит недорого, поэтому Чиккарезе ожидает, что руки YouBionic будут очень доступными.
Он предполагает, что люди с ампутированными конечностями смогут обновлять аппаратное и программное обеспечение своих конечностей так же, как мы обновляем наши смартфоны. Если в программном обеспечении Arduino появилось обновление, благодаря которому ваши пальцы сжимаются быстрее, просто загрузите код. Если есть модернизация большого пальца, позволяющая лучше держать ручку, распечатайте на 3D-принтере новую часть большого пальца и выбросьте устаревшую.
«В будущем люди смогут обновлять свою бионическую руку, загружая и распечатывая новейшую 3D-модель», — говорит он. На данный момент рука полностью пластиковая, за исключением проводов, но он планирует добавить на нее резиновые пятна, чтобы улучшить захват.
Чиккарезе говорит, что его технологию можно масштабировать и для людей с ампутированными конечностями. Но он также делает еще один шаг вперед. Он полагает, что даже здоровые люди могут найти в некоторых ситуациях третью руку полезной. Почему бы не дать дополнительную руку — роботизированную неразрушимую конечность, не чувствующую боли — пожарному или кому-то еще, работающему в экстремальных условиях? А астронавтам, ремонтирующим поверхности своих кораблей, тоже могут пригодиться руки, работающие вне скафандров.
«Я начал использовать это устройство в качестве протеза, но у него может быть множество применений», — говорит Чиккарезе. «Надеюсь, я смогу сделать что-то для человечества, как Железный Человек».
Конструктор лодок днем и поклонник роботов ночью, Чиккарезе начал экспериментировать с бионической рукой около года назад. "Мне 33 года. Проектировать лодки — это хорошо, почему бы и нет, но я хотел сделать что-то важное для человечества», — говорит он, добавляя, что планирует позволить людям с ампутированными конечностями протестировать YouBionic в 2015 году.
«В Твиттере я разговаривал с отцом пятилетнего ребенка, у которого нет пяти пальцев. Он ждет, пока я закончу это, чтобы его сын мог попробовать».
Рекомендации редакции
- На этот 3D-принтер действует скидка более 50 % на юбилейной распродаже Monoprice.
- Нужен костюм на Хэллоуин в последнюю минуту? Взгляните на эти наряды, которые можно напечатать на 3D-принтере
- Будущее производства вещей: эволюция 3D-печати с Formlabs
- Идея подарка ко Дню отца: эти дешевые 3D-принтеры продаются менее чем за 300 долларов.
- 50-летняя лаборатория Кремниевой долины, которая практически изобрела современные компьютеры
