據BBC等英媒近日報道，英國布里斯托Open Bionics公司27歲的喬爾·吉伯德，憑借設計的原型3D打印機械手，獲得了2015年度英國詹姆斯·戴森設計獎。
喬爾·吉伯德和他的3D打印機械手
與現(xiàn)有同類產品相比，吉伯德設計的機械手制作時間大大縮短，價格也大幅度降低。通過3D掃描患者的截肢，40小時內就可量身定做出非常輕便的機械手。該設計被戴森獎譽為“開啟了機械手發(fā)展歷程的階躍式變化”。
源自臥室的創(chuàng)業(yè)
2013年，剛從普利茅斯大學畢業(yè)的25歲的喬爾·吉伯德懷著一種強烈愿望，要讓年輕截肢患者擁有令其自豪的機械手。為此他放棄了待遇優(yōu)厚的工作，通過眾籌計劃走上了研發(fā)3D打印機械手之路。
最初，他從家人、朋友以及一些手指截肢患者那里籌措了44000英鎊，并得到了大名鼎鼎的布里斯托機器人實驗室的支持，把臥室作為辦公室開始了設計工作。他向采訪他的記者說：“在遇到職業(yè)廚師利亞姆和6歲小女孩夏洛特之后，這一想法更加執(zhí)著。利亞姆需要一只機械假肢手，來幫助他完成廚房的日常工作；夏洛特則因患腦膜炎失去了全部手臂，但她看不上現(xiàn)有假肢手，認為它們過于丑陋、過于沉重。”
在設計過程中他也曾遇到很多挑戰(zhàn)，先后10多次修改原設計方案，最終將部件數(shù)量大幅減少為4個。他說，正是那些曾經幫助過他的人的不斷激勵，使他鍥而不舍地最終將設計引入市場。
想顛覆整個行業(yè)
吉伯德設計的機械手是由3D打印的4個獨立部分組成。機械手通過緊貼于使用者皮膚上的傳感器偵測肌肉運動，再利用這些肌肉電訊號控制手的抓握動作。使用者收縮一次肌肉便可控制手指的展開和閉合，收縮兩次肌肉就可使機械手完成輕握動作。使用者本人無法具體感覺到手指正在接觸的究竟是何物，但當傳感器接觸到物體時卻能分辨出來，從而控制手指的施力強度。這樣，即便握住類似雞蛋一樣的易碎物品也不會將其弄碎。
利用一種配置特殊傳感器的小平板，吉伯德在數(shù)分鐘之內就能對一名使用者做出綜合判斷，然后在40小時內3D打印出機械手的各個部件，再需兩小時就能成功裝配一只機械手。他最初的設計主要是采用塑料部件，用螺栓將其與其他一些現(xiàn)成部件組裝在一起，耗時長且易折斷。新設計采用了熱塑性彈性體，需打印的部件數(shù)量只有4個，還具有柔性接頭。這意味著新機械手能承受更大的撞擊力，需要更少的裝配流程，因此可以節(jié)約成本和時間，其性能也得到了改善。
迄今，Open Bionics公司已制作了10只機械手，并獲得了一些訂單。但吉伯德承認，設計依然有很多局限性。他說：“與那些高端產品相比，目前使用的是低成本電機，因而綜合實力就相對較低。我們通過使用者和家用物品等對設計進行測試，正在嘗試實現(xiàn)一種折中方案——消費者能夠支付得起，且擁有足夠力量幫助人們完成他們想做的大部分事情。”
吉伯德的計劃也獲得了美國迪斯尼創(chuàng)業(yè)孵化器“技術新星加速器”（Techstars Accelerator）的資助。目前，吉伯德這種設計只能幫助那些失去前臂的患者，其最終目標是能幫助所有肘上截肢患者。吉伯德愿意讓截肢者免費分享和使用其設計，但他們要共享使用中的任何改進建議。
吉伯德打算于2016年開創(chuàng)一家公司專門銷售定制機械手，并設定了最終目標——向所有人提供他們能支付得起的機械手，以此顛覆假肢產業(yè)。
開啟行業(yè)里程碑
摘取英國詹姆斯·戴森設計獎有助于吉伯德的設計獲得更廣泛認可，并有機會與其他20多位競爭者角逐2015年度國際詹姆斯·戴森設計獎。英國國際修復外科和培訓基金會創(chuàng)始主席芭芭拉·杰梅克女士認為，“具有正常功能的機械手能對那些迫切需求者帶來重大影響，能使他們正常工作、照顧自己和家庭。吉伯德正在推進假肢修復器械的實用性進程，這值得祝賀。我將懷著極大興趣關注其未來進展。”
詹姆斯·戴森說：“這表明大膽創(chuàng)意并不需要巨額資金，如果該技術能取得成功將會提高全世界截肢患者的生活質量。”他還在一項聲明中指出：“通過快速的原型技術，吉伯德已經開啟了機械手發(fā)展歷程的階躍式變化。”
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