Opnieuw lopen in een gepersonaliseerde exoskeletale robot - 💡 Fix My Ideas

Opnieuw lopen in een gepersonaliseerde exoskeletale robot

Opnieuw lopen in een gepersonaliseerde exoskeletale robot


Auteur: Ethan Holmes, 2019

Ekso exoskeletale pak met witte 3D-geprinte prats.

Praten over een stap in de toekomst ... Exoskeletale robots, ooit het domein van de science fiction, helpen nu mensen in nood uit hun rolstoelen te komen. Op een dag in de nabije toekomst kunnen ze rolstoelen helemaal vervangen. Stel je voor dat je na maanden of jaren in een stoel rechtop kunt staan ​​en weer kunt lopen. Het moet een ongelofelijk gevoel zijn, een nieuw soort vrijheid.

Deze robotachtige exoskeletten worden het nieuwe spierstelsel voor de mensen die ze gebruiken, en zoals elk uniek lichaam vereist elk exoskelet zijn eigen uitrusting en een eigen interface met de persoon die het ondersteunt. Deze behoefte - om het exoskelet en de persoon op een natuurlijke manier met elkaar te verbinden - leidde tot een recente samenwerking tussen Ekso Bionics en 3D-systemen.

Ekso Bionics, een in Californië gevestigd bedrijf, is sinds 2005 een pionier in het ontwerpen van robotachtige exoskeletpakken. Tegenwoordig zijn hun exoskeletten enkele van de meest vooruitstrevende ontwerpen ter wereld voor mensen die hun mobiliteit willen aanvullen. Eén voor één helpt Ekso mensen fysieke beperkingen te heroverwegen, en wij bij 3D Systems wilden die missie nog verder brengen door 3D-geprinte delen te maken die de verbinding tussen het lichaam en Ekso-robotica zouden verbeteren. Samen wilden we de exoskeletale robot persoonlijk maken.

Mens en machine verbinden

3D-geprinte dijbeendelen van het Ekso-pak

"De eerste keer dat ik Ekso aantrok, maakte ik het apparaat vast en stond ik op. Dat was een beslissend moment ", zegt Amanda Boxtel in een video van Ekso Bionics. Amanda leed meer dan 20 jaar geleden aan een besneeuwde ruggenmergblessure op een besneeuwde Colorado-skipiste en zit sindsdien in een rolstoel - totdat Ekso Bionics haar een testpiloot maakte voor haar exoskeletale pak. Na ontmoeting met haar, bood 3D Systems CEO Avi Reichental aan om haar Ekso te laten herinstalleren met 3D-geprinte componenten, en het project begon serieus.

Het doel was om aangepaste onderdelen te maken die het lichaam op specifieke locaties konden houden om evenwicht en ondersteuning te bieden, terwijl gebieden die vatbaar waren voor blauwe plekken zorgvuldig worden vermeden. Tegelijkertijd moesten de interstitiële delen de tijd die nodig was om het pak aan en uit te trekken, minimaliseren. De 3D-geprinte delen moesten ook sterk genoeg zijn om het lichaam in verschillende toestanden te houden en flexibel genoeg te blijven om comfort te bieden.

Om deze aangepaste onderdelen te creëren, scanden 3D Systems designers Scott Summit en Gustavo Fricke eerst Amanda van top tot teen. Ze gebruikten het resulterende 3D-model om gepersonaliseerde CAD-modellen te maken voor componenten op specifieke punten van het pak - de schenen, dijen en wervelkolom. Scanning stelde hen in staat een gelijkmatige verdeling van de druk over de musculatuur van de benen te creëren, die zeer gevoelig is voor ongelijke druk ondanks het gebrek aan tactiele sensatie. Summit en Fricke modelleerden ook de spinale ondersteuning als een digitaal gemiddelde tussen staande en zittende scans, zodat het zich nauwkeurig en comfortabel kon aanpassen aan het bovenlichaam, ongeacht de positie.

3D-geprinte rugsteun

Esthetiek was ook een belangrijke overweging. In dit opzicht probeerde het ontwerpteam om het lichaam van Amanda visueel te verbinden met het Ekso-pak. Je kunt zien dat de stukjes enkele prachtige ontwerpelementen bevatten, zoals vloeiende rondingen, complexe patronen en spierachtige strengen. Bovendien zorgt het filigraanpatroon ervoor dat de huid kan ventileren, waardoor zweetophoping wordt verminderd, waardoor wrijving en infectierisico's verminderen. Fricke en Summit ontwierpen zelfs handvatten in de 3D-geprinte vormen, vermomd om de connotaties die samengaan met de visuele handgreep te verminderen.

Nadat CAD-modellen van elk onderdeel zijn gemaakt, worden de 3D-geprinte prototypes van het ontwerpteam 's nachts getest om te testen op pasvorm en functie en om de nodige wijzigingen aan te brengen. Je kunt immers de hele dag digitaal ontwerpen, maar het testen van ontwerpen in de echte wereld is van onschatbare waarde. Nadat ze dit iteratieve ontwerpproces hadden afgesloten, werden de laatste delen 3D afgedrukt met behulp van 3D Systems Selective Laser Sintering-technologie, die specifiek werd gekozen vanwege zijn vermogen om lichtgewicht, robuuste onderdelen te produceren.

Het team verving de klittenbandriemen die eerder Amanda in het Ekso-pak ondersteunden met deze nieuwe 3D-geprinte elementen. Zoals je op de foto's kunt zien, zijn de ontwerpen behoorlijk verbluffend, en ze zagen er nog beter uit toen Amanda in november 2013 debuteerde met het hybride exoskelet, toen ze op een podium stond in Boedapest en liep.

Vooruit gaan

Amanda loopt hoog in Boedapest

"Dit project vertegenwoordigt de triomf van menselijke creativiteit en technologie", zei Amanda. "Ik ben diep dankbaar en opgewonden." We verwachten deze triomf en velen vinden het leuk om te volgen in de toekomst. Dit project laat zien dat we met het voorkomen van 3D-scannen, ontwerpen en 3D-afdruktools het onmogelijke kunnen doen.

Met handheld-scantools, zoals de Sense-scanner, en een proces dat aanpasbaar maar sjabloongedreven ontwerp voor massafabricage omvat, kunnen projecten als deze op grote schaal haalbaar worden. 3D-printen brengt dat naar de tafel: het vermogen om zowel te lokaliseren als aan te passen tijdens het produceren voor de massa. In het geval van gepersonaliseerde geneeskunde, zoals bij dit Ekso-pak, betekent die combinatie betere, gepersonaliseerde patiëntenzorg en een hogere kwaliteit van leven over de hele wereld.

Dit project vertelt ons dat er meer goede dingen komen. Amanda's pak is nog maar het begin.



U Bent Wellicht Geïnteresseerd Zijn

Maker Pro News: Multi-Tasking Robots, Making That Matters, het Amazon-apparaat en meer

Maker Pro News: Multi-Tasking Robots, Making That Matters, het Amazon-apparaat en meer


Nieuw rapport kondigt makers aan als een krachtpatser voor lokale economieën

Nieuw rapport kondigt makers aan als een krachtpatser voor lokale economieën


Maker Faire Shenzhen 2017 - Het is een wrap!

Maker Faire Shenzhen 2017 - Het is een wrap!


Eetbare innovaties: voedselafval transformeren in mode

Eetbare innovaties: voedselafval transformeren in mode






Recente Berichten