乔尔·吉伯德和他的3D打印机械手
据BBC等英媒近日报道，英国布里斯托Open Bionics公司27岁的乔尔·吉伯德，凭借设计的原型3D打印机械手，获得了2015年度英国詹姆斯·戴森设计奖。
与现有同类产品相比，吉伯德设计的机械手制作时间大大缩短，价格也大幅度降低。通过3D扫描患者的截肢，40小时内就可量身定做出非常轻便的机械手。该设计被戴森奖誉为“开启了机械手发展历程的阶跃式变化”。
源自卧室的创业
2013年，刚从普利茅斯大学毕业的25岁的乔尔·吉伯德怀着一种强烈愿望，要让年轻截肢患者拥有令其自豪的机械手。为此他放弃了待遇优厚的工作，通过众筹计划走上了研发3D打印机械手之路。
最初，他从家人、朋友以及一些手指截肢患者那里筹措了44000英镑，并得到了大名鼎鼎的布里斯托机器人实验室的支持，把卧室作为办公室开始了设计工作。他向采访他的记者说：“在遇到职业厨师利亚姆和6岁小女孩夏洛特之后，这一想法更加执着。利亚姆需要一只机械假肢手，来帮助他完成厨房的日常工作；夏洛特则因患脑膜炎失去了全部手臂，但她看不上现有假肢手，认为它们过于丑陋、过于沉重。”
在设计过程中他也曾遇到很多挑战，先后10多次修改原设计方案，最终将部件数量大幅减少为4个。他说，正是那些曾经帮助过他的人的不断激励，使他锲而不舍地最终将设计引入市场。
想颠覆整个行业
吉伯德设计的机械手是由3D打印的4个独立部分组成。机械手通过紧贴于使用者皮肤上的传感器侦测肌肉运动，再利用这些肌肉电讯号控制手的抓握动作。使用者收缩一次肌肉便可控制手指的展开和闭合，收缩两次肌肉就可使机械手完成轻握动作。使用者本人无法具体感觉到手指正在接触的究竟是何物，但当传感器接触到物体时却能分辨出来，从而控制手指的施力强度。这样，即便握住类似鸡蛋一样的易碎物品也不会将其弄碎。
利用一种配置特殊传感器的小平板，吉伯德在数分钟之内就能对一名使用者做出综合判断，然后在40小时内3D打印出机械手的各个部件，再需两小时就能成功装配一只机械手。他最初的设计主要是采用塑料部件，用螺栓将其与其他一些现成部件组装在一起，耗时长且易折断。新设计采用了热塑性弹性体，需打印的部件数量只有4个，还具有柔性接头。这意味着新机械手能承受更大的撞击力，需要更少的装配流程，因此可以节约成本和时间，其性能也得到了改善。
迄今，Open Bionics公司已制作了10只机械手，并获得了一些订单。但吉伯德承认，设计依然有很多局限性。他说：“与那些高端产品相比，目前使用的是低成本电机，因而综合实力就相对较低。我们通过使用者和家用物品等对设计进行测试，正在尝试实现一种折中方案——消费者能够支付得起，且拥有足够力量帮助人们完成他们想做的大部分事情。”
吉伯德的计划也获得了美国迪斯尼创业孵化器“技术新星加速器”（Techstars Accelerator）的资助。目前，吉伯德这种设计只能帮助那些失去前臂的患者，其最终目标是能帮助所有肘上截肢患者。吉伯德愿意让截肢者免费分享和使用其设计，但他们要共享使用中的任何改进建议。
吉伯德打算于2016年开创一家公司专门销售定制机械手，并设定了最终目标——向所有人提供他们能支付得起的机械手，以此颠覆假肢产业。
开启行业里程碑
摘取英国詹姆斯·戴森设计奖有助于吉伯德的设计获得更广泛认可，并有机会与其他20多位竞争者角逐2015年度国际詹姆斯·戴森设计奖。英国国际修复外科和培训基金会创始主席芭芭拉·杰梅克女士认为，“具有正常功能的机械手能对那些迫切需求者带来重大影响，能使他们正常工作、照顾自己和家庭。吉伯德正在推进假肢修复器械的实用性进程，这值得祝贺。我将怀着极大兴趣关注其未来进展。”
詹姆斯·戴森说：“这表明大胆创意并不需要巨额资金，如果该技术能取得成功将会提高全世界截肢患者的生活质量。”他还在一项声明中指出：“通过快速的原型技术，吉伯德已经开启了机械手发展历程的阶跃式变化。”
（来源：中国科技网）
