假肢制造商借助3D打印技術(shù)，開發(fā)出閉合速度200毫秒且?guī)в杏|摸感應(yīng)的義肢
時(shí)間：2022-10-20 08:16 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2022年10月19日，美國假肢制造商Psyonic與3D打印技術(shù)服務(wù)商合作，借助3D打印技術(shù)，開發(fā)了市場(chǎng)上第一款具有多點(diǎn)觸控反饋的功能性仿生手臂，但成本僅是同類產(chǎn)品的一半。
該公司開的仿生手臂Ability Hand，指尖配有傳感器，當(dāng)用戶抓握物體時(shí)可以檢測(cè)壓力，并向手臂發(fā)送振動(dòng)以傳達(dá)這種感覺。可以讓使用者感覺到自己在做什么，甚至可以處理最精致的物體。假肢制造商Psyonic首席執(zhí)行官Aadel Akhtar認(rèn)為：“憑借3D打印技術(shù)，不僅改變了我們的業(yè)務(wù)模式，也改變了整個(gè)行業(yè)的游戲規(guī)則。”目前，兩家公司都朝著使用3D打印技術(shù)，開發(fā)低成本假肢的方向邁進(jìn)了一步。通常，傳統(tǒng)假肢是脆弱的，粗糙的，昂貴的，過時(shí)的。根據(jù)Psyonic的說法，“對(duì)于90%買不起先進(jìn)假肢的患者來說，它們是遙不可及的。”
一位因受傷而退役的中士Garrett Anderson，在2005年服完兵役后，他需要一個(gè)定制假肢。他表示：“我第一次通過假手，也可以感受到我女兒的手。”
Psyonic使用了Formlabs的Fuse 1選擇性激光燒結(jié) (SLS) 3D打印機(jī)。該過程涉及快速原型制作，然后是更改迭代，并以相對(duì)較低的價(jià)格和小批量生產(chǎn)零件。
Akhtar說：“我們開發(fā)了先進(jìn)的仿生肢體，每個(gè)人都可以負(fù)擔(dān)得起并且可以使用。如果我們沒有使用Formlabs打印機(jī)進(jìn)行制造，我們將無法創(chuàng)造出這種類型的仿生手臂。”
首席機(jī)械工程師James Austin說：“我認(rèn)為，混合制造和采用針對(duì)定制化需求的生產(chǎn)模式，對(duì)于一般的初創(chuàng)公司來說非常重要，尤其是對(duì)于Psyonic。如果我們依然采用傳統(tǒng)的制造模式，我們就無法與那些規(guī)模更大的假肢公司競(jìng)爭。像CNC加工和注塑成型這樣的工藝，它們初始成本較高，特別是嘗試多次迭代的原型，對(duì)我們來說，簡直是天文數(shù)字。”
3D打印Ability Hand仿生手臂
該假肢重量僅為490克，比典型的成年人手的重量還輕。手指可以電動(dòng)和手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)所有五個(gè)手指都可以彎曲和伸展。Ability Hand采用使用USB-C進(jìn)行充電，可在大約一個(gè)小時(shí)內(nèi)充滿電，并且一次充電可運(yùn)行一整天。
大多數(shù)外部肌電圖(EMG)可直接控制系統(tǒng)、線性傳感器和力敏電阻都與3D打印仿生手臂很好兼容。根據(jù) Psyonic的說法，Ability Hand的每根手指都可以承受鈍力打擊而不會(huì)斷裂，而且它既輕便又防水。
用戶還可以將他們的仿生手臂，連接到Psyonic的移動(dòng)應(yīng)用程序（支持iOS和Android），以便他們的假肢工程師對(duì)該設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)整，以便讓用戶不斷增強(qiáng)抓力和使用能力。
Psyonic的3D打印假肢背后的過程
該公司除了3D打印技術(shù)，該仿生手臂還采用了混合制造技術(shù)開發(fā)而成，如硅膠注射成型，和數(shù)控機(jī)床。該公司認(rèn)為，Ability Hand有望讓患者恢復(fù)以前的生活質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)能力。
在開發(fā)工程中，該公司通過廣泛收集用戶反饋，然后進(jìn)行內(nèi)部快速原型設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)設(shè)計(jì)和功能。
根據(jù)Psyonic公司的說法，使用混合制造生產(chǎn)方法，意味著假肢可以以合理的價(jià)格出售。在過去，Psyonic公司估計(jì)，僅有大約10%人可以負(fù)擔(dān)得起定制義肢，現(xiàn)在，通過使用這種新方法，這一數(shù)字有望增加到75%。為了生產(chǎn)持久的最終用途，該公司還使用了更為堅(jiān)固的3D打印材料，它們具有抗沖擊和堅(jiān)固的特性。
通過3D打印生產(chǎn)假肢
位于危地馬拉偏遠(yuǎn)地區(qū)的截肢者，在海上非營利組織Island Missions Support，已經(jīng)開始使Raise3D E2 3D，來制造更耐用的3D打印假肢。該團(tuán)隊(duì)之前曾嘗試使用Prusa i3 MK3S+和Raise3D E2 3D打印機(jī)和PETG 材料來制造假肢，但該國炎熱的氣候條件，導(dǎo)致他們的材料變形并且打印失敗。然而，該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在能夠打印兒童和成人大小的手和手臂，恢復(fù)了這些截肢者精確抓握普通物品的能力。
在其它地方，3D打印假體制造商Protosthetics推出了它聲稱是該領(lǐng)域的第一個(gè)，用于矯形器和假體（O&P）裝配的全方位假體3D打印系統(tǒng)。這套即插即用的系統(tǒng)被命名為"Galileo"，旨在克服3D打印技術(shù)在O&P植入方面的臨床應(yīng)用障礙。
△Psyoni宣稱，Ability Hand是第一個(gè)觸摸感應(yīng)仿生手
該公司開的仿生手臂Ability Hand，指尖配有傳感器，當(dāng)用戶抓握物體時(shí)可以檢測(cè)壓力，并向手臂發(fā)送振動(dòng)以傳達(dá)這種感覺。可以讓使用者感覺到自己在做什么，甚至可以處理最精致的物體。假肢制造商Psyonic首席執(zhí)行官Aadel Akhtar認(rèn)為：“憑借3D打印技術(shù)，不僅改變了我們的業(yè)務(wù)模式，也改變了整個(gè)行業(yè)的游戲規(guī)則。”目前，兩家公司都朝著使用3D打印技術(shù)，開發(fā)低成本假肢的方向邁進(jìn)了一步。通常，傳統(tǒng)假肢是脆弱的，粗糙的，昂貴的，過時(shí)的。根據(jù)Psyonic的說法，“對(duì)于90%買不起先進(jìn)假肢的患者來說，它們是遙不可及的。”
△Garrett Anderson中士和他的定制3D打印仿生手臂
一位因受傷而退役的中士Garrett Anderson，在2005年服完兵役后，他需要一個(gè)定制假肢。他表示：“我第一次通過假手，也可以感受到我女兒的手。”
Psyonic使用了Formlabs的Fuse 1選擇性激光燒結(jié) (SLS) 3D打印機(jī)。該過程涉及快速原型制作，然后是更改迭代，并以相對(duì)較低的價(jià)格和小批量生產(chǎn)零件。
Akhtar說：“我們開發(fā)了先進(jìn)的仿生肢體，每個(gè)人都可以負(fù)擔(dān)得起并且可以使用。如果我們沒有使用Formlabs打印機(jī)進(jìn)行制造，我們將無法創(chuàng)造出這種類型的仿生手臂。”
首席機(jī)械工程師James Austin說：“我認(rèn)為，混合制造和采用針對(duì)定制化需求的生產(chǎn)模式，對(duì)于一般的初創(chuàng)公司來說非常重要，尤其是對(duì)于Psyonic。如果我們依然采用傳統(tǒng)的制造模式，我們就無法與那些規(guī)模更大的假肢公司競(jìng)爭。像CNC加工和注塑成型這樣的工藝，它們初始成本較高，特別是嘗試多次迭代的原型，對(duì)我們來說，簡直是天文數(shù)字。”
△該公司宣稱，通過3D打印技術(shù)，新的義肢不僅價(jià)格更便宜，而且性能更強(qiáng)
3D打印Ability Hand仿生手臂
該假肢重量僅為490克，比典型的成年人手的重量還輕。手指可以電動(dòng)和手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)所有五個(gè)手指都可以彎曲和伸展。Ability Hand采用使用USB-C進(jìn)行充電，可在大約一個(gè)小時(shí)內(nèi)充滿電，并且一次充電可運(yùn)行一整天。
大多數(shù)外部肌電圖(EMG)可直接控制系統(tǒng)、線性傳感器和力敏電阻都與3D打印仿生手臂很好兼容。根據(jù) Psyonic的說法，Ability Hand的每根手指都可以承受鈍力打擊而不會(huì)斷裂，而且它既輕便又防水。
用戶還可以將他們的仿生手臂，連接到Psyonic的移動(dòng)應(yīng)用程序（支持iOS和Android），以便他們的假肢工程師對(duì)該設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)整，以便讓用戶不斷增強(qiáng)抓力和使用能力。
△Psyonic創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Aadeel Akhtar
Psyonic的3D打印假肢背后的過程
該公司除了3D打印技術(shù)，該仿生手臂還采用了混合制造技術(shù)開發(fā)而成，如硅膠注射成型，和數(shù)控機(jī)床。該公司認(rèn)為，Ability Hand有望讓患者恢復(fù)以前的生活質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)能力。
在開發(fā)工程中，該公司通過廣泛收集用戶反饋，然后進(jìn)行內(nèi)部快速原型設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)設(shè)計(jì)和功能。
根據(jù)Psyonic公司的說法，使用混合制造生產(chǎn)方法，意味著假肢可以以合理的價(jià)格出售。在過去，Psyonic公司估計(jì)，僅有大約10%人可以負(fù)擔(dān)得起定制義肢，現(xiàn)在，通過使用這種新方法，這一數(shù)字有望增加到75%。為了生產(chǎn)持久的最終用途，該公司還使用了更為堅(jiān)固的3D打印材料，它們具有抗沖擊和堅(jiān)固的特性。
△Protosthetics的3D打印假體嵌套
通過3D打印生產(chǎn)假肢
位于危地馬拉偏遠(yuǎn)地區(qū)的截肢者，在海上非營利組織Island Missions Support，已經(jīng)開始使Raise3D E2 3D，來制造更耐用的3D打印假肢。該團(tuán)隊(duì)之前曾嘗試使用Prusa i3 MK3S+和Raise3D E2 3D打印機(jī)和PETG 材料來制造假肢，但該國炎熱的氣候條件，導(dǎo)致他們的材料變形并且打印失敗。然而，該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在能夠打印兒童和成人大小的手和手臂，恢復(fù)了這些截肢者精確抓握普通物品的能力。
在其它地方，3D打印假體制造商Protosthetics推出了它聲稱是該領(lǐng)域的第一個(gè)，用于矯形器和假體（O&P）裝配的全方位假體3D打印系統(tǒng)。這套即插即用的系統(tǒng)被命名為"Galileo"，旨在克服3D打印技術(shù)在O&P植入方面的臨床應(yīng)用障礙。
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NASA與ICON聯(lián)手推進(jìn)太空3D
第八屆醫(yī)院3D打印論壇：個(gè)
3D打印巨頭Stratasys收購
Nature子刊：3D打印技術(shù)助
全球兩大3D掃描儀巨頭合并
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