На очах Залізна людина, італійський технологічний дизайнер Федеріко Чиккарезе тримає білу пластикову руку, оснащену різнокольоровими дротами, прикріпленими до електронного комутатора. Він збирається запустити свою демонстрацію Рука YouBionic. У вікні позаду нього сонце сідає — вечір у Мілані — а ліворуч — плакат Тоні Старка в натуральну величину в металевому одязі.
«Він мій помічник», — жартує Чиккарезе. «А також мій герой і натхнення, тому що він піклувався про людство».
Він повертає руку, і її білі крейдові пальці стискаються в кулак. Потім вони розтискаються, і долоня знову відкривається. Нарешті, вказівний і великий палець утворюють коло, ніби тримають маленький делікатний предмет.
Пов'язані
- Боротьба з футбольними травмами за допомогою гіперперсоналізованих прокладок, надрукованих на 3D
- Найкращі 3D-принтери до 500 доларів
- У квесті 3D-друк ідеально смачного стейка
Ми сприймаємо ці рухи як належне; ми всі робимо їх тисячу разів на день, не замислюючись.
Ми сприймаємо ці рухи як належне; ми всі робимо їх тисячу разів на день, не замислюючись. Але для людей, які втратили руки чи пальці, ці прості дії недосяжні. Взятися за дверну ручку неможливо, не кажучи вже про те, щоб тримати ручку чи рахувати здачу. Ciccarese вирішив цю проблему. Його рука YouBionic може виглядати як наукова фантастика, але механізм напрочуд простий, каже він.
Коли ми хочемо обхопити склянку пальцями або взяти аркуш паперу, наш мозок посилає сигнали нашим м’язам. Ці сигнали проходять через нашу центральну нервову систему до м’язів у формі електричних імпульсів. В тілі здорової людини ці сигнали призводять до відповідних скорочень м’язів, таких як рух і згинання пальців. У тілі людини з ампутованими кінцівками мозок все ще генерує сигнали, але вони не досягають місця призначення, тому що там немає частин тіла. Але якщо ви приєднаєте електроди до м’яза частини руки пацієнта з ампутованими кінцівками, ви зможете прочитати імпульси та перевести їх у рухи руки — хоч і пластикові.
Електричні імпульси відрізняються за силою, що перетворюється на скорочення різного масштабу і рухи різного діапазону: нижчі імпульси призводять до менших рухів, вищі імпульси до більших одні.
Чиккарезе каже, що це перетворення досить просте завдяки Arduino, типу мікроконтролера, який дозволяє створювати роботизовані пристрої, взаємодіяти зі світом за допомогою датчиків, які всмоктують інформацію (у цьому випадку через електроди), і приводів — маленьких двигунів, які створюють механічні частини рухатися. «У всіх м’язах нашого тіла є електрика», — каже Чиккарезе. «Коли мозок посилає імпульс до м’яза, датчик зчитує його і перетворює в число, пропорційне скороченню, а потім надсилає це повідомлення мікроконтролеру».
Для зчитування електричних імпульсів одного м’яза потрібні три електроди. Щоб рука YouBionic працювала, Чіккарезе розміщує червоний електрод у центрі м’яза, синій – на кінці, а чорний – у напрямку до кістки поблизу м’яза. Надалі для вдосконалення рухів він планує використовувати електроди на кількох м’язах.
Він передбачає, що люди з ампутованими кінцівками зможуть оновлювати апаратне та програмне забезпечення своїх кінцівок так само, як ми оновлюємо наші смартфони.
Але це лише частина привабливості руки YouBionic. Інша - простота виготовлення. Його пластикові частини надруковані за допомогою 3D-друку з нейлонового пилу. У процесі під назвою спікання, лазерний 3D-принтер нагріває пил і формує з нього необхідні пластикові деталі. «Зараз я надсилаю малюнок компанії, яка його друкує», — каже Чиккарезе, але в майбутньому це можна зробити вдома. З дещо іншою технологією 3D, наприклад Моделювання плавленого осадження що виготовляє деталі шляхом нанесення шарів із пластику, клієнти YouBionic зможуть самі легко та дешево надрукувати свої ручки на 3D-принтері. Arduino, який працює на обладнанні з відкритим вихідним кодом, також недорогий, тому Ciccarese очікує, що руки YouBionic будуть дуже доступними.
Він передбачає, що люди з ампутованими кінцівками зможуть оновлювати апаратне та програмне забезпечення своїх кінцівок так само, як ми оновлюємо наші смартфони. Якщо є оновлення програмного забезпечення Arduino, завдяки якому ваші пальці стискаються швидше, просто завантажте код. Якщо є оновлення для великого пальця, яке дає вам краще зчеплення з ручкою, надрукуйте 3D-друк нової частини великого пальця та викиньте застарілу.
«У майбутньому люди зможуть оновити свою біонічну руку, завантаживши та роздрукувавши останню 3D-модель», — каже він. Наразі рука повністю пластикова, за винятком дротів, але він планує додати на неї гумові плями, щоб покращити зчеплення.
Чіккарезе каже, що його технологія також може бути використана для людей з ампутацією стопи. Але він також робить крок далі. Він вважає, що навіть здорові люди можуть знайти в пригоді третю руку в деяких ситуаціях. Чому б не подати додаткову руку — роботизовану незнищенну кінцівку, яка не відчуває болю — пожежному чи комусь іншому, хто працює в екстремальних умовах? А астронавтам, які ремонтують поверхні своїх кораблів, також можуть стати в нагоді руки, що працюють поза скафандрами.
«Я створив цей пристрій як протез, але він може мати багато застосувань», — каже Чіккарезе. «Я сподіваюся, що зможу зробити щось для людства, як Залізна людина».
Будучи дизайнером човнів удень і прихильником роботів уночі, Чіккарезе почав експериментувати з біонічною рукою приблизно рік тому. «Мені 33 роки. Проектувати човни — це добре, чому б і ні, але я хотів зробити щось важливе для людства», — каже він, додаючи, що планує дозволити людям з ампутованими кінцівками випробувати YouBionic у 2015 році.
«У Twitter я спілкувався з батьком 5-річної дитини, у якого відсутні п'ять пальців. Він чекає, поки я закінчу це, щоб його син міг спробувати».
Рекомендації редакції
- Цей 3D-принтер зі знижкою понад 50% під час ювілейного розпродажу Monoprice
- Потрібен костюм на Хелловін в останню хвилину? Подивіться на ці 3D-друковані речі
- Майбутнє виготовлення речей: всередині еволюції 3D-друку з Formlabs
- Ідея подарунка до Дня батька: ці дешеві 3D-принтери продаються менш ніж за 300 доларів США
- 50-річна лабораторія Кремнієвої долини, яка практично винайшла сучасні комп’ютери
