Не всегда человек лишенный конечности может позволить себе протез. Высокая стоимость и сложность технологий делают такую процедуру недоступной для большинства. Данная статья посвящена созданию прототипа протеза с помощью доступных технологий.
Ключевые слова: протезы, технология, бионика.
Современные бионические протезы имеют достаточный для различных бытовых действий функционал. Но есть ещё кое-что, над чем работают учёные: над чувствительностью протезов. Для человека важно понимать, как сильно что-то сжать, чтобы удержать или наоборот — не сломать, что именно можно брать в руку, что нельзя. Так и с искусственной кистью — её сильно улучшит возможность чувствовать. Но главный нюанс кроется в высокой цене и недоступности протезов. Также большинство таких протезов не очень удобны в использовании.
Мы считаем, что сегодня тема разработки дополнительной концепции для протезов руки очень актуальна, при этом очень важными характеристиками являются технологичность изделия и доступность подобного устройства.
Рис. 1. Разработка концепции
Потеря любой конечности или любого органа для человека — это большая проблема. В некоторых случаях с ней приходится мириться, но иногда современные средства протезирования способны сделать человека «с ограниченными возможностями» человеком с «дополненными возможностями».
Так, посоветовавшись с нашим наставником, мы решили разработать прототип доступного протеза, используя технологию 3D печати и доступную платформу Arduino. В качестве целевой аудитории выступают люди с травматической ампутацией кисти или же с врожденным дефектом.
Рис. 2. 3D-модель в среде Tinkercad
После моделирования детали были отправлены на печать. В качестве материала был выбран pla-пластик.
Далее мы столкнулись с проблемами. После сборки полученная модель не соответствовала средним размерам конечности человека.
Рис. 3. Первый вариант прототипа (неудачный)
После 3-хмесячной работы разработка зашла в тупик. Было решено начать проект заново.
Конечность была разработана с нуля в среде Tinkercad, с учетом ошибок прошлой версии. Была воссоздана «сухожильная система», приводимая в действие сервоприводами. Проект перешел на платформу Arduino Uno. На данный момент есть рабочий прототип. Он разрабатывается в рамках нашего учебного проекта.
Рис. 4. Первый вариант прототипа
Рис. 5. Второй вариант прототипа. Разница видна невооруженным глазом
Рис. 6. Наша команда за работой
Проект развивается и постоянно дополняется. В будущем мы планируем создать уже не стендовый прототип, а «носимую» модель. Будут изготовлены специальные насадки для крепления на запястье, а также «синтетическая кожа», продумываются варианты иного размещения электроники, надёжного крепления и её защиты от несрабатывания или отключения.
Рис. 7. Представление прототипа бионического протеза руки на Межмуниципальной Ярмарке проектов «Наука без скуки»
Литература:
- Джереми Блюм. «Изучаем Arduino: Инструменты и методы технического волшебства»
- Юрий Ревич. «Занимательная электроника»
- Максим Иванов (aka e-maxx). «Сборник алгоритмов на C++»
- Уроки Ардуино (Arduino) для начинающих | AlexGyver
