S prihliadajúcim Iron Manom, talianskym technologickým dizajnérom Federico Ciccarese drží bielu plastovú ruku opatrenú rôznofarebnými drôtmi pripevnenú k elektronickému rozvádzaču. Chystá sa spustiť jeho demo YouBionic ruka. V okne za ním zapadá slnko – v Miláne je večer – a naľavo od neho plagát Tonyho Starka v životnej veľkosti v celokovovom odeve.
„Je to môj asistent,“ žartuje Ciccarese. "A tiež môj hrdina a inšpirácia, pretože mu záležalo na ľudskosti."
Otočí ruku a jej biele kriedové prsty sa zatnú v päsť. Potom sa uvoľnia a dlaň je opäť otvorená. Nakoniec ukazovák a palec vytvoria kruh, akoby držali malý jemný predmet.
Súvisiace
- Boj proti futbalovým zraneniam pomocou 3D tlačených, hyperpersonalizovaných chráničov
- Najlepšie 3D tlačiarne pod 500 dolárov
- Vnútri výpravy za 3D tlačou dokonale chutný steak
Tieto pohyby považujeme za samozrejmosť; všetci ich robíme tisíckrát denne bez rozmýšľania.
Tieto pohyby považujeme za samozrejmosť; všetci ich robíme tisíckrát denne bez rozmýšľania. Ale pre ľudí, ktorí prišli o ruky alebo prsty, sú tieto jednoduché akcie nedosiahnuteľné. Nie je možné chytiť kľučku, nieto držať pero alebo počítať drobné. Ciccarese sa pustil do riešenia tohto problému. Jeho ruka YouBionic môže vyzerať ako sci-fi, ale mechanizmus je prekvapivo jednoduchý, hovorí.
Keď si chceme omotať prsty okolo pohára alebo zobrať papier, náš mozog vyšle signály do našich svalov. Tieto signály putujú cez náš centrálny nervový systém do svalov vo forme elektrických impulzov. V tele zdravého človeka tieto signály vedú k príslušným svalovým kontrakciám, ako je pohyb a ohýbanie prstov. V tele po amputácii mozog stále generuje signály, ale nedostanú sa do cieľa, pretože tam nie sú časti tela. Ale ak pripojíte elektródy k svalu zostávajúcej časti ramena pacienta po amputácii, môžete čítať impulzy a previesť ich do pohybov ruky – aj keď plastovej.
Elektrické impulzy sa líšia silou, čo sa premieta do kontrakcií rôzneho rozsahu a pohyby rôzneho rozsahu: nižšie impulzy vedú k menším pohybom, vyššie impulzy k väčším tie.
Táto konverzia je celkom jednoduchá, hovorí Ciccarese, vďaka Arduinu, typu mikrokontroléra, ktorý umožňuje vytvárať robotické zariadenia, ktoré interagovať so svetom pomocou senzorov, ktoré nasávajú informácie (v tomto prípade prostredníctvom elektród), a ovládačov – malých motorčekov, ktoré vyrábajú mechanické časti pohybovať sa. "Vo všetkých svaloch nášho tela je elektrina," hovorí Ciccarese. "Keď mozog vyšle impulz do svalu, senzor ho prečíta a prevedie na číslo úmerné kontrakcii a potom odošle túto správu mikrokontroléru."
Na čítanie elektrických impulzov jedného svalu sú potrebné tri elektródy. Aby ruka YouBionic fungovala, Cicarese umiestni červenú elektródu do stredu svalu, modrú na koniec a čiernu ku kosti blízko svalu. V budúcnosti plánuje na zlepšenie pohybov použiť elektródy na viacerých svaloch.
Predstavuje si, že ľudia po amputácii budú môcť aktualizovať hardvér a softvér svojich končatín tak, ako my aktualizujeme naše smartfóny.
Ale to je len časť príťažlivosti ruky YouBionic. Ďalším je jednoduchosť výroby. Jeho plastové časti sú 3D vytlačené z nylonového prachu. V procese tzv spekanie, laserová 3D tlačiareň zahreje prach a vytvaruje ho do požadovaných plastových dielov. „Práve teraz posielam výkres spoločnosti, ktorá ho vytlačí,“ hovorí Ciccarese, ale v budúcnosti sa to dá urobiť doma. S trochu odlišnou 3D technológiou ako napr Fused Deposition Modeling ktorá vyrába diely vrstvením plastov, by si zákazníci YouBionic mohli sami 3D vytlačiť svoje ručičky, jednoducho a lacno. Arduino, ktoré beží na open-source hardvéri, je tiež lacné, takže Cicarese očakáva, že ruky YouBionic budú veľmi dostupné.
Predstavuje si, že ľudia po amputácii budú môcť aktualizovať hardvér a softvér svojich končatín tak, ako my aktualizujeme naše smartfóny. Ak existuje aktualizácia softvéru Arduino, ktorá zrýchľuje zovretie prstov, stačí si stiahnuť kód. Ak existuje inovácia pre palec, ktorá vám umožní lepšie uchopiť pero, 3D vytlačte novú časť palca a zahoďte tú zastaranú.
„V budúcnosti si ľudia budú môcť aktualizovať svoju bionickú ruku stiahnutím a vytlačením najnovšieho 3D modelu,“ hovorí. Momentálne je ruka celá plastová, s výnimkou drôtov, ale plánuje na ňu pridať gumené škvrny, aby sa zlepšila funkcia úchopu.
Ciccarese hovorí, že jeho technológia môže byť prispôsobená aj ľuďom s amputáciou nohy. Ale tiež to posúva o krok ďalej. Predstavuje si, že aj zdravým ľuďom môže byť v niektorých situáciách užitočná tretia ruka. Prečo nedať ďalšiu ruku – robotickú nezničiteľnú končatinu, ktorá necíti bolesť – hasičovi alebo niekomu inému, ktorý pracuje v extrémnych podmienkach? A astronautom, ktorí opravujú povrchy svojich lodí, sa môžu hodiť aj ruky pracujúce mimo oblekov.
"Začal som toto zariadenie ako protetiku, ale môže mať veľa aplikácií," hovorí Ciccarese. "Dúfam, že môžem urobiť niečo pre ľudstvo ako Iron Man."
Ciccarese, cez deň dizajnér lodí a v noci milovník robotov, začal experimentovať s bionickou rukou asi pred rokom. „Mám 33 rokov. Navrhovanie lodí je dobré, prečo nie, ale chcel som urobiť niečo dôležité pre ľudstvo,“ hovorí a dodáva, že v roku 2015 plánuje nechať testovať YouBionic ľudí po amputácii.
„Na Twitteri som sa rozprával s otcom 5-ročného dieťaťa, ktorému chýba päť prstov. Čaká, kým to dokončím, aby to mohol skúsiť jeho syn.“
Odporúčania redaktorov
- Táto 3D tlačiareň je v jubilejnom výpredaji Monoprice so zľavou viac ako 50 %.
- Potrebujete halloweensky kostým na poslednú chvíľu? Pozrite si tieto 3D vytlačiteľné zostavy
- Budúcnosť výroby vecí: Vo vnútri vývoja 3D tlače s Formlabs
- Nápad na darček ku Dňu otcov: Tieto lacné 3D tlačiarne sú v predaji za menej ako 300 dolárov
- 50-ročné laboratórium v Silicon Valley, ktoré prakticky vynašlo modernú výpočtovú techniku
