制造商为有需要的孩子打印耐用、定制的假肢手

任何拥有 3D 打印机的人都可以伸出援手

每 1,500 名儿童中就有一名出生时手臂发育不全,但每获得一个假肢,就有数百人得不到。许多家庭根本负担不起假肢,假肢的价格通常高达数千美元。其他人发现,在花钱买了一个花哨的新手之后,它性能不佳,或者孩子很快就会长大而不再适合使用。

如今,一场由志愿者驱动的大规模运动正致力于通过制造廉价、耐用的 3D 打印手来解决这一问题。该项目由一个名为 e-NABLE 的组织协调,迄今已向有需要的儿童和成人分发了 400 多只塑料手,这些手有各种颜色,并以 Raptor Hand 和 Cyborg Beast 等名称命名。兴趣呈指数级增长:e-NABLE 的 Google Plus 社区拥有约 3,000 名成员,并且每周以约 4% 的速度增长。“我们将人造手交到人们手中,”罗切斯特理工学院研究科学家、e-NABLE 的创始人 Jon Schull 说。“从硬件爱好者到父母再到孩子,每个人都有机会参与进来。”

Schull 在几年前的一次创新会议上首次了解到假肢问题。在连续两个会议上,工程学教授们描述了为需要帮助的人制作定制假肢的高年级项目。“客户获得了一个改变人生的新设备,学生们也获得了一次令人心动的经历,”Schull 说。然而,这些假肢的设计“最终被束之高阁”。

Schull 开始游说成立一个跨大学、多学科的联盟来创建和推广类似的假肢,但官僚主义阻碍了他的努力。他说:“大学几乎不可能达成一致,更不用说与其他大学达成一致了。”因此,在他开始竞选的两个月后,他放弃了。

然而,在 2013 年春天,一个偶然的 YouTube 视频重新燃起了 Schull 对这个想法的兴趣。视频中是理查德·范·阿斯 (Richard Van As),一位南非木匠,他不小心砍掉了手指。范·阿斯描述了他在一位美国特效专家的帮助下,如何制造了自己的 3D 打印假肢手指。在视频的评论中,Schull 询问任何拥有 3D 打印机并有兴趣制作手的人,以及任何需要手的人,是否愿意联系他。几周之内,他就有了 70 名志愿者。

这就是 Schull 所需要的鼓励。他很快创建了 e-NABLE,该组织提供打印手的资源,并将志愿者制造者与需要假肢的人联系起来。制造假肢的过程相对简单:接收者将他或她的尺寸输入 e-NABLE 的免费“Handomatic”软件。基于这些信息,3D 打印机可以轻松地批量生产必要的塑料部件,以制作像 Raptor Hand 这样经过反复验证的模型。通过更多努力,制造者可以创建自己的定制设计的手。

为了工作,这些手依赖于简单的技术:手指下方的绳子连接到手腕的护腕上。当手腕弯曲时,这些绳子会充当肌腱,打开和关闭手指。打印完成后,组装只需三个或四个小时。

这些手具有足够的精度,一些佩戴者可以用它们拿起勺子吃麦片。e-NABLE 的一些成员甚至正在创建专为特定用途设计的独特模型,例如抓住棒球手套。然而,对于许多孩子来说,这些手不仅仅是功能性辅助工具——它们改变了他们看待世界的方式。

“卢克以前对自己的手很害羞,有时会把它藏在身后,”八岁的“酷手卢克”的父亲格雷格·丹尼森说,卢克天生没有左手。丹尼森在 CBS 晚间新闻上看到了一个关于 3D 打印假肢的故事,并意识到卢克可能从这样的设备中受益。丹尼森的搜索最终让他找到了 e-NABLE。受到启发,他购买了自己的 3D 打印机,并学会为儿子制作定制假肢。“现在,卢克在学校炫耀他的 3D 打印手,”丹尼森说。“这真的增强了他的信心。”

“数量惊人多的人真的可以用上人造肢体。”

除了改善人们的生活,Schull 希望 e-NABLE 能激发人们对科学和 DIY 的兴趣。“我们在制造制造者,也在制造手,”他说。其中一位新晋制造者是亚伦·韦斯特布鲁克 (Aaron Westbrook),他是俄亥俄州新奥尔巴尼高中的一名高二学生。韦斯特布鲁克天生没有右手,他曾有过使用假肢的不愉快经历,这让他对这项技术感到厌恶。“它不起作用,而且很重,”他说。“我讨厌它。”

就在 e-NABLE 开始出现在他的新闻推送中时,那只手被放进了韦斯特布鲁克的衣柜后面。当他的学校去年获得一台 3D 打印机时,韦斯特布鲁克毫不犹豫地找到了技术老师。“他当时说:‘嗯,如果你能拿到文件,我就帮你打印这只手’,”韦斯特布鲁克回忆道。“我说:‘你能再说一遍吗!’”

学校出资打印了一只蓝色的 Raptor Hand 模型,使用了它为 3D 打印项目获得的补助金。但当他组装好这只手时,韦斯特布鲁克意识到他无法正确使用它。“我的手腕不够,而这正是 Raptor 正常工作所必需的,”他说。

幸运的是,e-NABLE 有一个名为 RIT Arm 的设计,专为像 Westbrook 这样的肢体差异人士设计。除了打印新模型,韦斯特布鲁克还希望创办自己的非营利组织,让他能够设计自己的人造手。他正在他的博客 Alive with Five 上记录他的经历。

Schull 对未来也有宏伟的计划。他现在正专注于改进假肢的设计——例如,为像 Westbrook 这样没有手腕的人制造更多假肢——并致力于将这些设备送到最需要的人手中。为此,他最近访问了约翰霍普金斯大学,与那里的专家讨论潜在的合作,并且他正在计划一次去海地的任务。

“这是一个广阔的世界,有非常多的人真的可以从人造肢体中受益,”Schull 说。“我们只送出了沧海一粟,但我们希望扩大规模。”

更正,2015 年 2 月 13 日:本文早先的版本错误地声称 Westbrook 的学校失去了 3D 打印项目的资金。实际上,学校担心 Westbrook 的 3D 打印模型会使用多少材料,这需要进一步调查他的项目,然后才能获得批准。

本文最初发表于 2015 年 2 月号的《大众科学》(Popular Science),标题为“让我们给孩子们一只(3D 打印的)手”。已为网络版进行了扩展。

 

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