筆者曾介紹過MIT仿生中心的仿生義肢研究,其成果甚至能幫助一個遭截肢的前舞者重新站上舞台。但這樣的先進科技義肢,想當然爾是非常昂貴且需量身訂做的,目前仍很難普及到各個有需求的人身上。事實上,透過3D列印,更多動人的發明故事正在發生。

高中生自學開發義肢

最為人所知的,該是這位來自英國的高中生Easton LaChappelle,他在去年以17歲的年紀奪下美國頂尖的英特爾國際科學展第二名,得獎的作品是一隻機器手臂。這隻手臂不是用於生產線,而是希望幫助需要義手的人。

自學開發義肢的Easton LaChappelle(圖片來源

為了降低身障者對義手的成本負擔,Easton的發明選用開放硬體的Teensy Arduino開發板,並採用售價不到800美元的Printrbot 3D列印機來輸出需要的零件,進而將市價達2萬至8萬美元的義手降到總成本僅250美元。

Easton表示,除了齒輪、馬達、螺絲等零件外,幾乎都可以用3D列印機來印製出來。

令人讚歎的是,Easton從14歲就開始了機器手臂的自學發明,目前的版本已是第三代了。原本他只是覺得好玩,但後來遇到一位天生沒有右臂的女孩,見她和其家人深深受到昂貴義手不斷更換的沈重負擔所苦,而因生出開發功能強大又低成本的機器手臂。

在其第二代的手臂中,採用了牙科橡皮圈模仿的肌腱、彩色尼龍包膠線圈做成的韌帶、任天堂遙感手套、還有操縱手臂動作的腦波控制耳機所構成。肌肉的動力來源則是可變電阻和直流馬達組成的自製伺服機。

第三代的義手除了Arduino開發板外還配備了放大器電路、藍芽接收器。使用者操控時先收縮肌肉選擇動作功能表,然後用眨眼的方式控制預設好的手、肘、手腕的姿勢,選擇好之後,EEG耳機會檢測腦波來控制義手進行動作。

為擴大生產規模,Easton 在去年4月透過Kickstarter 介紹義手,並順利集資成功。不僅如此,他還受邀進白宮科學節向歐巴馬展示其發明,並在TED發表了一場演說。如今,他參與了美國NASA Robonaut的研究團隊,繼續在遙控機器人的控制上進行開發。

Easton LaChappelle加入NASA搖控機器人研究團隊(圖片來源



9歲女孩因3D列印義肢改變人生

最近一則令人振奮的案例,是一位美國伊利諾州9歲小女孩的故事。Kylie Wicker是位可愛的小女孩,但她從出生就沒有健全的左手手指,這當然造成她生活上的很大困擾,而她的父母也為了要不要花錢為女兒客製義肢而傷透腦筋,因為他們的孩子還在長大,昂貴的義肢很快就不能用了。

這個問題最近終於找到了解答,就是運用3D列印這項技術。在網路上看到有人用3D列印機印出塑膠材的義肢(可能就是Easton的故事),Kylie的父親向當地的Boylan天主教高中尋求協助,該校工程圖學教室正好引進了一台Makerbot 3D列印機,負責教學的老師Bud May就這麼義不容辭地著手研究,並在網路上找到可供參考的Robohand開源專案,也讓他順利地做出成果!

圖片來源

根據Robohand的指示,Bud用3D列印機印出義手零件,再穿上軟線組合出可以鬆緊控制的人工手指,讓Kylie的左手可以捉緊東西,而這件事讓她興奮地說:「我終於可以自己騎腳踏車了!」

重點是,這個發明總共花了多少錢?Bud解答說:「材料費加一加頂多5美元!」

同樣的故事也發生在Leon McCarthy這位12歲少年和更多人的身上,截至今日,Robohand專案已讓超過200個人改變了生活。從這個角度看,將開源3D列印用於社會創新,確實充滿了很大的潛能,值得更多人一起來努力。(註:筆者將另行介紹Robohand。)

(因Kylie的相關影片皆無明確使用義手的畫面,所以挑選這支Leon的影片,可清楚看出義手對他的生活發生了什麼改變。)

文章出處:社企流

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