PSYONIC створює біонічну руку завдяки 3D-друку

Травматична ампутація кінцівок вражає понад 50 мільйонів людей у всьому світі. Багато хто вирішує взяти протези, але інтеграція їх у повсякденне життя може бути складною. Ці пристрої суттєво впливають на те, як люди взаємодіють із навколишнім середовищем — незалежно від того, чи це водіння автомобіля, заняття спортом або просто виконання повсякденних завдань удома. Однак реальність традиційних протезів часто розчаровує. Вони можуть бути простими, дорогими та крихкими, що обмежує доступність для багатьох. Насправді лише близько 10% пацієнтів, яким потрібен просунутий протез руки, можуть собі його дозволити. Проте останні технологічні інновації пропонують багатообіцяючий шлях вперед, приносячи нову надію тим, хто потребує протезних рішень.

Компанія PSYONIC, заснована доктором Аділом Ахтаром, є лідером у розвитку технології протезування. Місія компанії полягає в тому, щоб зробити високоякісні, високопродуктивні роботизовані кінцівки доступними для всіх. Завдяки передовому 3D-друку PSYONIC успішно розробив біонічну руку, яка обіцяє змінити ландшафт протезування. 

PSYONIC був заснований у 2015 році. Перше натхнення Ааділему Ахтару прийшло під час візиту до Пакистану, де він зустрів молоду дівчину, якій ампутували праву ногу. Ця подія справила на нього глибокий вплив, спонукавши взятися за місію розробки недорогих і доступних біонічних кінцівок. Під час підготовки доктора філософії в Університеті Іллінойсу у 2014 році йому випала нагода поїхати до Еквадору, де він зміг випробувати попередній прототип «Руки здібностей» на пацієнті на ім’я Хуан Сукільо. 

Компанія використовує різні технології адитивного виробництва, щоб створити будівельні блоки флагманського продукту, біонічної руки Ability Hand. Ці методи включають використання принтерів FDM, таких як Prusa та Mosaic, а також друк SLA за допомогою такого обладнання, як FormLabs, і, нарешті, друк SLS за допомогою пристроїв, таких як SinterIt. Серед вироблених компонентів є пальці, долоні та внутрішні структурні елементи, посилені введенням таких матеріалів, як вуглецеве волокно, пружинна сталь і силікон. Вони також використовують друк SLA для виготовлення виробничих форм, роз’ємів, перемикачів і адаптерів. 

Процес виготовлення складається з кількох важливих етапів. По-перше, це складання трансмісій, включаючи двигуни, кодери та коробки передач. Потім – створення пальців, що включає конструкцію внутрішньої кістки, силіконове формування, інтеграцію датчиків тиску та металеве кріплення до передач. Долоні також виготовлені з посиленням вуглецевим волокном для забезпечення міцності. Електроніка є ключовим компонентом з друкованою платою, розташованою на долоні, яка відповідає за керування двигуном і зв’язок Bluetooth з іншими пристроями. Забезпечується повна водонепроникність за допомогою водонепроникної тканини та ущільнювачів.

Після того, як біонічну руку повністю зібрано, її відправляють до спеціалізованого клініциста, який встановлює її на пацієнта. Потім пацієнт налаштовує спеціальне гніздо, щоб прикріпити біонічну руку до своєї кінцівки. За допомогою м’язових датчиків пацієнт може інтуїтивно керувати біонічною рукою.

Цей підхід дав солідний досвід використання недорогого адитивного виробництва для виробництва найсучасніших біонічних кінцівок. Однак після тривалих обговорень з пацієнтами та медичними працівниками компанія виявила головну проблему, з якою вони стикалися: їхні високоякісні протези, виготовлені на замовлення методом лиття під тиском та механічної обробки, мали тенденцію ламатися через їх жорстку конструкцію. Щоб розв’язати цю проблему, вони обрали більш гнучкий робототехнічний підхід, інтегруючи такі матеріали, як силікон і гума, щоб доповнити внутрішні компоненти, виготовлені за допомогою 3D, щоб забезпечити більшу стійкість до ударів. Водночас компанія впровадила передові технології, такі як друк SLA і SLS, у виробництво кінцевої продукції.

Нині компанія працює над двома основними напрямками: по-перше, пряма інтеграція пристрою з кістками людського тіла, а по-друге, можливість прямого нейронного контролю, що забезпечує індивідуальні рухи пальців і відчуття. Протягом п’яти років планується розробити допоміжну ногу, здатну підтримувати триатлон, демонструючи прагнення покращити мобільність людини.

Ця біонічна рука також використовується на роботах по всьому світу і навіть розглядається для застосування в космосі такими компаніями, як NASA та Meta.