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機械義肢成就殘疾兒童的超級英雄夢

2016-12-21 11:16 AM| 發佈者: SophieWeng@G| 查看: 330| 評論: 0|來自: 德州儀器

摘要: 對於有肢體缺陷的孩子而言,擁有一隻外形酷似鋼鐵人或美國隊長的機械手臂,也許可以讓他們幼年的時光更加美好。更重要的是,這些義肢還能夠幫助他們克服身體殘疾,讓他們享受與生活的樂趣,像是騎腳踏車和玩電動遊戲 ...

許多孩子在小時候都曾夢想能夠成為一名超級英雄。對於有肢體缺陷的孩子而言,擁有一隻外形酷似鋼鐵人或美國隊長的機械手臂,也許可以讓他們幼年的時光更加美好。更重要的是,這些義肢還能夠幫助他們克服身體殘疾,讓他們享受與生活的樂趣,像是騎腳踏車和玩電動遊戲等。在德州儀器(TI)的幫助下,中央佛羅里達大學(UCF)的學生們正在幫助那些天生手臂殘缺或後天失去手臂的孩子們實現夢想。

年僅8歲的Alex Pring是位右臂先天發育不全的小男孩,而他同時也是鋼鐵人的忠實粉絲,非營利性組織Limbitless Solutions的執行總監Albert Manero表示:「Alex以前是一個非常靦腆的男孩,他甚至不敢去雜貨店,因為他害怕人們對他另眼相待,或是問他一些令人難堪的問題,但因為義肢手臂帶來的改變,現在的Alex可說是所有8歲孩童中最有自信的小孩。」;不過,這可不是一個普通的義肢手臂,它是一個特別訂製的機械手臂,具有可移動的手掌和手指,所有的零件都是由3D列印所印製而成,而且義肢手臂的外形與鋼鐵人用來維護世界安全的機械手臂非常相似 ! Alex說這隻義肢手臂是他收到「最棒的禮物」。Albert表示:「我們之前認為這些孩子只是想要融入正常生活,像普通人一樣。不過,我們發現其實更重要的是身份認同和情感表達這不是他們的缺陷,這只是他們個性的一部份。」

 

TI結緣Limbitless

 一般來說,義肢手臂的起售價在40000美元左右,即使是在有醫療保險的情況下,這也是一個大多數人無法負擔的價格。Limbitless已經為孩子們製造了20個義肢手臂,而這些孩子的家庭也無需為此支付任何費用;這個組織的理念就是想讓接受義肢的孩子們瞭解到,他們的生活並不會受到任何限制;Albert說:「任何人都不應該從天生手臂殘缺的孩子們身上謀取利益,我們正在尋找創新的方法,讓這些義肢手臂具有更高的性價比,如此一來,我們就能夠一直將這個理念堅持下去。」

 

兩年前,當Limbitless首次開始執行這個任務時,義肢手臂的材料費大約為350美元,其中包括塑膠、硬體、電池和馬達。而透過TI所提供類比、MCU和連接裝置的整合電路板,幫助Limbitless將材料費減少了15%,同時還賦予了義肢手臂更多的功能性;Albert說道:「我們持續的在創新、前進,採用TI的晶片可以拓展系統的效能和電池的使用壽命,這些晶片可幫助我們所從事的工作更加專業,可說是一大躍進。」;義肢手臂和手掌的運行主要依靠連接到使用者手臂肌肉上的三個電極,當使用者肌肉收縮時,一個電脈衝會觸發伺服馬達打開或關閉手掌。未來,工程師還希望進一步擴充這款手臂的功能。

 

UCF的畢業生Carolus Andrews一直在研究如何結合觸覺回饋與藍牙到手臂中。Carolus解釋,觸覺回饋可以幫助使用者瞭解是否抓牢了某個物體,並透過柔和的蜂鳴聲提醒使用者將物體放下,避免耗盡電池電量,因為當手掌抓住物體、手臂的伺服馬達開始運行時,機械手臂的耗電量會加快。Carolus說:「Alex問我們是否能夠將觸覺回饋整合到為他製造的義肢手臂中,我們覺得這是一個非常好的主意。」,Carolus最近加入了TI,並透過輪調計畫成為一名應用工程師,不過他仍然在Limbitless當志工,回到UCF校園後,Limbitless團隊在TI的創新實驗室中用3D列印機製作了這些義肢手臂。

TI為了支持學生,提供測試電路板和評估模組,並且透過TI的資深設計人員予以協助解答他們所遇到的難題。TI全球教育事業總裁Peter Balyta形容UCFTI創新實驗室為創客空間,在這裡,來自不同科系的學生都能夠將他們的創意轉化成實際的雛型。

 

負責所有TI產學合作計畫(包括大學計畫等)Peter說:「在世界各地的創新實驗室中,TI將現實的工程概念應用到了成千上萬名學生的生活中,不僅如此,我們也充分展示出學生如何利用這些概念創造出具有功能性和實用性的設計,而這些設計能夠真正改善人們的生活。」

 

此外,Limbitless團隊也正在創新實驗室製造一個可申請專利的仿生輪椅,讓使用者可以利用他們臉部肌肉的活動來進行控制。這個輪椅主要為了一名在戰爭中癱瘓的士兵所設計。Albert表示:「我們的很多想法和創意都來自於TI的創新實驗室。」

 

尋找靈感

Albert是在開車時萌生了製造仿生手臂的想法,他在收音機中聽到一則新聞,說一名華盛頓州的男子為南非的一名木匠製造了第一個3D列印的機械手掌,他回到了自己的研究實驗室,心裡想著我也要這麼做,但要怎樣才能幫助他們呢?。「後來,Alex的父母聯繫了我們,希望我們為他們的兒子製作一個機械手臂義肢。」;從那時起,這個組織已經為孩子們製作和提供了大約20個機械手臂。還有來自50個國家,將近480個孩子正在等待著他們的義肢手臂。Limbitless計畫在明年幫助數百名兒童,而最終將有成千上萬名兒童從中受益。機械手臂已成為一個令人滿意的成功專案,而Albert將這一切都歸功於80名來自不同背景的志工學生所組成的偉大團隊。

 

正在UCF機械工程系攻讀博士學位的Albert說到:「能夠將所學拿來幫助他人是一件令人興奮的事情。這是最能讓人產生滿足和成就感的工作。當看到孩子們拿到義肢手臂、並在臉上浮現愉悅的笑容時,你會覺得一切的努力都是值得的。」

 

「我們正在幫助更多的孩子成為超級英雄!

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