百万手:通过开源平台,3D打印机和传感器为儿童提供的假肢

“百万之手”项目获得了以下两个奖项的资助:(1)?百万手:通过开源平台,3D打印机和传感器为儿童提供的假肢?和(2)?援助之手–游乐场版。第三笔早期种子资金已被授予,以在2017-18年度支持MEng Capstone团队。

学院:教授?格蕾丝·奥康奈尔(ME,加州大学伯克利分校),?爱丽丝·阿格吉诺(ME,加州大学伯克利分校)和?桑杰·乔希?(ME,加州大学戴维斯分校)。

研究生研究员:?丹尼尔·林(Daniel Lim)(ME,加州大学伯克利分校)和?梅根·希尔?(加州大学戴维斯分校)。

该?CITRIS种子基金旨在支持早期研究,该研究可用于大量外部资金和技术成熟中。 PI是来自加州大学伯克利分校的Grace O’Connell和Alice Agogino,以及来自加州大学戴维斯分校的Sanjay Joshi(均为机械工程师)。我们的目标是?创造功能性的假手,可以低成本制造数百万人的假肢。我们的重点是截肢能力低下或有先天缺陷的儿童,这些儿童由于假肢的高昂费用而经常处于不利地位,假肢的成本很高,必须在儿童成长时期定期更换。

Even though 1.6 million people in the U.S. and countless more globally are in need of prosthetic devices, the current prosthetic hand market doesn’t serve the demand for children or those with low incomes due to pricing that can be well over $10,000 per hand. In this research, we will be developing a new design platform and fabrication method for prosthetic hands that can fit different shapes of hand deficiencies and scale as a child’s body grows. This research was first inspired from the maker movement’s ‘Enable community’ challenge to make prosthetic hands for children under $50 using 3D printing technology. Using equipment in the CITRIS Invention Lab, we were able to make prosthetic hands for an eight-year old child named Sophie (see?索菲的超级手计划?覆盖在?伯克利工程师杂志)。通过迭代Sophie假肢的各种改进,我们了解到,定制假肢设计的挑战在于,每个人都需要很长时间的CAD建模,而当前的平台无法处理不同形状的手。为了降低设计成本,我们正在开发一种制造方法,该方法可以使用模块化连接的3D打印,社区/众包和开放数据产品平台技术来显着降低假手的设计和制造成本。我们还与Eric Dijkhuis(巴拉圭),Kyujin Cho(首尔国立大学)和本地3D打印系统制造商。

图。1

假手的制造过程:(a)来自用户的扫描数据(b)3D打印的模具(c)根据用户的手指形状定制的模具(硅树脂浇铸)(d)将腱连接到电动机(用于抓取的简单1 DOF) (e)用3D打印的封面(ABS)覆盖柔软的内部零件。

图2

3维原型的演变;从?手模,?头脑风暴,?低保真原型,?消费级原型?至?工业级原型.

帮助手–游乐场版

来自CITRIS的奖项?社会公益科技该计划旨在支持学生进行早期技术研究,硬件,软件,Web或移动应用程序开发,以解决健康,人文问题。& 机器人,互联社区,可持续基础设施以及技术的多样性和包容性。

Tech for Social Good项目的目标是?援助之手–游乐场版“正在开发”一种足够强大的假手,以使上肢肢体缺乏的孩子能够进行目前其他DIY假手无法支持的身体活动,例如使用猴杆。我们的任务来自早期的项目吗?“ Sophie's Super Hand”作为封面故事出现在其中吗?伯克利工程师杂志(2015年秋季)和“技术促进社会公益”计划的主页上。在该项目中,我们使用CAD软件修改了Enable Community的开源假肢手,从而为Sophie创建了合适的模型。 ?查看全文和视频:?/ magazine / fall-2015 / sophies-super-hand

只要索菲(Sophie)首次拥有并使用假肢,该项目就取得了成功。但是,设计的合身性和功能性受到限制,导致她无法在日常生活中使用它。现在,我们正在与SF中的“使能手”一章合作,开发出功能更强大的假肢手,供孩子们在日常生活中使用。我们有两个需要知道的人,索菲(Sophie)和莉亚(Lia),他们的手型相似,并且都在尝试与Monkey Bars上的朋友玩耍时有着相同的经验,只是发现自己手腕上有瘀伤,否则无法加入。

该项目的目标是建立两只假肢(每个孩子一只),使他们能够在当地游乐场的Monkey Bar上玩耍,并记录设计过程,以使其他开源社区可以使用我们的方法作为参考。

苏菲的超级手

伯克利假肢项目(BPP)是一个志愿者团队,旨在为需要定制解决方案的人们设计假肢。在BEST Labber Daniel Lim的领导下(左下图),该团队使用了吗? CITRIS发明实验室,例如3D打印机,扫描设备和激光切割机,以制造定制的假肢。该小组目前正在为一个名叫索菲(Sophie)的年轻女孩设计假肢(右下图)。

Daniel Lim是硅谷的UX设计自由职业者,专门从事原型设计,工业设计和业务建模。他还与Alice Agogino和Euiyoung Kim合作,与三星电子一起从事物联网(IoT)研究,并建立了切实的设计路线图系统。他的MEng研究是关于智能办公室的UX设计的。他于2015年获得了UC Berkeley的M.Eng(工程学硕士)课程的硕士学位,目前在UC Berkeley的BEST实验室和发明实验室担任UX设计师。

 

乌鸦小姐和蜥蜴先生
屏幕截图2015年11月7日上午11.44.22

该项目还在CITRIS技术博物馆展出。下方特色图片的左上角白色模型中显示了索菲的手模,以及?一些用于交流和测试选项的早期原型。这些零件由ABS塑料印刷而成,成本不到10美元。

CITRIS_museum

 

新闻更新:? Daniel Lim,Hyunil(Chester)Cho和Brennan Chung在3D打印Designathon中获得第二名,提示:在24小时内使用3D打印提供辅助技术。他们创造了一种通用夹具,可以适合不同大小的假肢腿。以下活动的照片。

3D打印设计马拉松

故事还在2015年11月28日星期三CBS新闻的第5频道播出。

 

参考资料

  1. 工程师帮女孩,”伯克利新闻”,2015年11月。
  2. 苏菲的超能力”,?伯克利工程师,2015年秋季。也看到了吗?社交媒体评论关于这项研究。
  3. Ziegler-Graham K,MacKenzie EJ,Ephraim PL,Travison TG和Brookmeyer R.,“估计美国肢体丢失的患病率:2005年至2050年”。Arch Phys Med康复治疗. 2008, 89(3):422–29. [PMID:18295618]
  4. Biddiss,Elaine A.和Tom T. Chau。 “上肢假体的使用和放弃:最近25年的调查。”?义肢与矫正国际3 (2007): 236-257.
  5. Tavakoli,Mahdi和Anibal T. De Almeida。 “自适应欠驱动拟人化手:ISR-SoftHand。”?智能机器人和系统(IROS 2014),2014 IEEE / RSJ国际会议. IEEE, 2014.乌鸦小姐和蜥蜴先生
  6. 伯克利专家系统技术实验室,Alice M. Agogino教授,/
  7. RASCAL(机器人,自治系统和控件)实验室Sanjay Joshi教授
  8. 伯克利生物力学实验室,格雷斯·奥康奈尔实验室教授?/我们做什么/研究/
  9. Robotics@SNU,?/m/html/sub02_02_04.php
  10. 3D打印的e-NABLE手启发了巴拉圭?/ 101243 / e-nable-hands-po-paraguay /
  11. 电子化,开启未来:向世界伸出援助之手吗?/
  12. 营地胜利之手?/main/departments-services/camp-winning-hands-161.aspx