Gör sport säkrare med 3D-utskrivna, hyperanpassade kuddar

Om du någonsin har sett en film om sport har du sett den. Det är det ögonblicket som inträffar två tredjedelar av vägen in i berättelsen, när huvudpersonernas oundvikliga seger plötsligt verkar mycket mindre säker. Kanske hamnar den inspirerande mentorn på akuten och muttrar motiverande slagord från en sjukhussäng. Kanske vinner den oortodoxe tränaren över laget, bara för att få sparken av ledningen för att ha tänkt för långt utanför ramarna. Möjligen har stjärnlacrossespelaren en troskris och inser att han vill bli en acapella sångare snarare än en jock.

För de tre medgrundarna av Skydda 3D, en verklig version av det ögonblicket ägde rum mellan den andra och femte matchen av Duke Universitys fotbollssäsong för flera år sedan, när företagets grundare var ingenjörsstudenter. Lagets startande quarterback fick en särskilt tuff spark under en match. Han gick ner hårt och höll sig nere. Saker och ting såg dystra ut.

"Det var vårt sista år," sa Kevin Gehsmann till Digital Trends. "Vår quarterback, Daniel Jones, som nu spelar för Giants, och som var en klasskamrat till oss och en nära vän, hade en nyckelbensskada."

Lyckligtvis för Jones hade hans vänner ett sätt att få honom tillbaka i spelet.

Att bryta formen

Den normala lösningen, sa Gehsmann, skulle vanligtvis vara att värma en bit termoplast och forma den till Jones bål och därigenom skapa en provisorisk stag. Men detta skulle också ha varit extremt restriktivt, vilket gör det svårt för honom att gå igenom de nödvändiga kaströrelserna. Lyckligtvis – och här kommer förlossningens ögonblick i Hollywood-stil – hade Gehsmann och studiekamraterna Tim Skapek och Clark Bulleit arbetat med ett innovativt projekt som innebar att använda 3D-skanning och 3D-utskriftsteknik för att skapa hängslen, såväl som andra stödjande enheter, som kan prototyperas och skrivas ut otroligt snabbt. Det enda problemet? Den hade inte testats ordentligt än.

"Den medicinska personalen kom till oss och sa," Om det någonsin finns en tid att tillämpa vår 3D-teknik på ett specifikt medicinskt användningsfall, skulle det vara för att skydda detta Nyckelbensskada med vår startande quarterback eftersom det kan göra det möjligt för honom att komma tillbaka på planen tidigare och hålla sig frisk om han får en träff", säger Gehsmann återkallade.

Ingenjörsstudenterna tog en 3D-skanning av Jones och använde dessa data för att designa och skriva ut en stag som passade honom – och bara honom – perfekt. Se det som rutnätsversionen av Askungens glastoffel. ”Vi kunde använda snabba prototyper, tillsammans med 3D-utskrift, för att göra honom till en optimal lösning som gjorde det möjligt för honom att gå igenom [den nödvändiga] fulla kaströrelsen utan begränsningar”, Gehsmann sa.

Ett par veckor senare, under Jones comeback-match, lyckades Duke slå Virginia Tech med 31-14. Jones förblev frisk under resten av säsongen, ledde Duke-fotbollslaget till en Bowl Game-vinst och var det slutligen utvald sjätte totalt i 2019 NFL Draft av New York Giants, för vilka han för närvarande börjar quarterback.

Det var en klassisk sportfilm som slutade för Jones - men för Gehsmann, Skapek och Bulleit var det bara början.

Demokratiseringen av sportteknik

Hoppa fram några år (även om bara ett fåtal sedan grundarna av PROTECT3D – uttalas "Protected" – bara är i början av 20-årsåldern) och Duke-forskningsprojektet har blivit en fullfjädrad startup. Företagets mål är att ta denna lovande teknik och använda den för att förändra sättet som medicinska eller skyddande anordningar är gjorda för idrottare. Snarare än en dyr, tidskrävande process, låter företagets app atletiska tränare snabbt skanna idrottare på under en minut med hjälp av en smartphone eller surfplatta. Denna information laddas sedan upp till molnet och skickas till ett team av designingenjörer som använder data för att skapa anpassade enheter för idrottare, som sedan skrivs ut och skickas ut.

"Vi är baserade i North Carolina," sa Skapek till Digital Trends. "Om vi ​​får en 3D-skanning på, säg, en måndag, kan vi designa och 3D-skriva ut den produkten [genast], skicka ut den på en tisdag, och en kund på västkusten i Kalifornien har de specialanpassade produkterna på onsdag så att de kan börja använda dem.”

Det är ett exempel på demokratisering av sportteknik i aktion. "I friidrottens mest elitkretsar har det funnits skräddarsydda lösningar för alla typer av skador eller utrustning i många år", fortsatte Skapek. "Nyckeln till vårt tillvägagångssätt, och egentligen vad vi försöker göra för att störa branschen, är att dessa skräddarsydda lösningar traditionellt kräver mycket manuellt arbete. De kräver handgjutning, gipsgjutning, saker som är mödosamma och kräver hög kompetens. Hela vårt uppdrag har varit att inte bara skapa fantastiska anpassade enheter, utan [även] göra processen att göra anpassade enheter så mycket smidigare, mer effektivt, mer tillgängligt och mer skalbart – för att ta det till högskolefriidrott, gymnasiefriidrott, amatörfriidrott, till människor överallt, verkligen."

Framtiden för sportutrustning

Medan många av företagets enheter har designats för att hjälpa människor som hanterar skador, sa Skapek att det också fokuserar på att skapa förebyggande produkter för att hålla oskadade idrottare friska. Hittills inkluderar produkterna dynor utformade för att skydda mot direkta stötar på skadade områden, såväl som en mängd olika "skena och stödjande" enheter för hand- och handledsskador. Hittills har PROTECT3D överträffat 500 enheter som skickats ut, även om medgrundarna erkänner att tillväxten avtog under pandemin.

"Allas budget för sportutgifter frystes, och de fick inte investera i ny teknik eller något," sa Gehsmann. Lyckligtvis, när världen börjar återgå till det normala, ökar siffrorna återigen - tillsammans med stöd från överallt från NFL till college-fotbollslag.

"[Prissättningen är] lite komplex, eftersom vi är en startup i små steg," sa Gehsmann. "Det förändras hela tiden. Men sättet vi arbetar med universitet och professionella fotbollslag är att licensiera programvara och sedan debitera direkt för de enskilda produkterna. Men i slutändan, när vi växer och vi når en viss skala, hoppas vi att 3D-utskrift fortsätter på sin väg till var … våra helt anpassade produkter är jämförbara med hyllplan [standardiserade] Produkter."

Redaktörens rekommendationer

• NFL vill förutsäga skador innan de inträffar. Här är hur
• Träfftagare: Den banbrytande tekniken gör fotbollshjälmar säkrare än någonsin
• Inuti strävan efter att 3D-skriva ut en perfekt välsmakande biff
• 3D-printade ventilatorventiler hjälper det italienska sjukhuset som skakas av coronaviruset
• 3D-utskriftsteknik producerar små, mycket detaljerade objekt på några sekunder