创想智造3D打印手板模型加工

标题: 专业科研团队加入3D打印假手的研发阵营 [打印本页]

作者: 创客 时间: 2014-12-19 09:27
标题: 专业科研团队加入3D打印假手的研发阵营
2013年五月，MakerBot发布了一个关于Robohand3D打印假手的视频。对于许多人来说，这个视频让它们首次看到了3D打印在制造低成本的假手或假肢方面的潜力。

Robohand是一个免费和开源的项目，其设计者是来自南非的木匠RichardVan，他曾经在一次事故中失去了自己的手指。3D打印假手帮助了那些不在乎假手的外型，只要有关节功能的需求者，其极低的制造成本几乎秒杀目前市场上动辄几千上万美金的商业化假手。

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如今，专业的科研人员也加入了这一行列。最近，Victoria大学生物医学设计和系统实验室通过重新设计更复杂的探索，打造出类似的3D打印假肢手和上肢，以及非3D打印的假手，以帮助那些有需要的发展中国家。

作为该试验室新项目的一部分，研究人员正在使用3D打印来看看用户和他们的假手之间的互动如何能够非常直观，微创美容显得自然而被经济实惠的部署到有需要的国家。

该实验室的负责人NikolaiDechev教授领导了这个用3D打印方法制造功能齐全的可抓握假手的项目。

Dechev研究计划的核心是为假手装上一个集成了生物医学设备和传感器的机电系统，而且这支可3D打印的假手能够持续抓握25万次。

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在Dechev教授的研究规划中，最终完成的3D打印假手需要符合一定的功能标准。这些标准包括：

1）自适应抓握：手指能够自然围绕在持有物体的周边。当手握着某个物体合拢时，四个手指和拇指将彼此独立的向内弯曲并且与被握物体的形状大体一致。不同形状的物体（立方体、工具、球等...）的将导致不同的抓握姿势。

2）使用者易于控制：设备的控制必须方便和直观。控制必须保证所需的操作的完成，并防止或最大限度地减少不必要的操作。基于生物信号的传感器设计也是这个控制系统的一部分。

3）对使用者的反馈：目前，传统的假肢用户只能依赖视觉反馈和其他间接的方法来操作对象。研究团队的一个重要方向，就是探索新的方法来给截肢的使用者以直接的反馈，比如刺激。

4）外形美观：一个假手具有自然的外观是非常重要的，这里的外观包括静止和移动两种方式。我们的设计力求自然，更接近人体形态。

5）可扩展性设计：设计的假手原型大小接近于平均11岁的孩子的手。理想情况下，重量也应等于或小于一个同样大小的常规假手。该设计根据年龄更大用户的需求进行扩展。

6）低功耗设计：能源消耗直接假手的实际使用体验，必须最小化。

7）坚固的设计：假手必须牢固、耐用，有足够的握力，以完成所需的任务。特别是三根手指的握力应至少为50牛顿以上。

8）成本低，维修方便：假手必须设计为低成本制造，以确保能够被广泛采用。维修应该很容易和不经常，预期可完成25万次抓握的动作。

据了解，该假手的设计正处于迭代过程中，其目前的原型TBM1-DOF已经能够满足上述要求，不过其制造方式并不是基于3D打印的，研究团队的下一个目标是对其进行重新设计，以便于使用3D打印技术也能快速、准确地实现其功能。这包括手指关节、手掌和各种内部机制。

最后一方面，它将像Robohand一样，能够防水，使用廉价的电子元件，并且能够很容易复制。

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