Եռաչափ տպագրության աճի հետ մեկտեղ լիովին հնարավոր է 3D տպել ձեր սեփական պրոթեզը բաց կոդով տվյալների բազաներում հայտնաբերված մոդելներից:
Սակայն այդ մոդելներում բացակայում են անհատականացված էլեկտրոնային ինտերֆեյսները, ինչպիսիք են թանկարժեք, ժամանակակից պրոթեզավորումներում:
Այժմ Վիրջինիայի Տեխնոլոգիայի պրոֆեսորը և բակալավրիատի ուսանող հետազոտողների իր միջառարկայական թիմը ներխուժել են էլեկտրոնային սենսորների ինտեգրում անհատականացված 3D տպագրված պրոթեզների հետ. զարգացում, որը մի օր կարող է հանգեցնել ավելի մատչելի էլեկտրական էներգիայով աշխատող պրոթեզների:
Արդյունաբերական և համակարգերի ճարտարագիտության գծով օգնական Բլեյք Ջոնսոնի լաբորատորիայի այս նոր հրապարակված հետազոտությունը մի քայլ առաջ կատարեց 3D տպագրությամբ անհատականացված կրելու համակարգերի ֆունկցիոնալությունը բարելավելու համար:
Պրոթեզի և կրողի հյուսվածքի խաչմերուկում էլեկտրոնային սենսորների ինտեգրմամբ՝ հետազոտողները կարող են հավաքել տեղեկատվություն՝ կապված պրոթեզների ֆունկցիայի և հարմարավետության հետ, ինչպիսին է ճնշումը կրողի հյուսվածքի վրա, ինչը կարող է օգնել բարելավել այս տեսակի պրոթեզների հետագա կրկնությունները:
Նյութերի ինտեգրումը 3D տպագրված պրոթեզների համապատասխան տարածքներում համապատասխան 3D տպագրության տեխնիկայի միջոցով, տպագրությունից հետո ձեռքով ինտեգրվելու փոխարեն, կարող է նաև ճանապարհ բացել կրողի հյուսվածքի կարծրության և տարբեր սենսորների ինտեգրման համար։ տեղանքները ձևի համապատասխան ինտերֆեյսի միջով: Ի տարբերություն ավանդական 3D տպագրության, որը ենթադրում է նյութի շերտ առ շերտ տեղադրում հարթ մակերևույթի վրա, համապատասխան 3D տպագրությունը թույլ է տալիս նյութերը տեղավորել կոր մակերեսների և առարկաների վրա:
Ըստ Յուքսին Թոնգի՝ արդյունաբերական և համակարգերի ճարտարագիտության ասպիրանտ և հրապարակված հետազոտության առաջին հեղինակը, վերջնական նպատակն է ստեղծել ինժեներական պրակտիկա և գործընթացներ, որոնք կարող են հասնել հնարավորինս շատ մարդկանց՝ սկսելով պրոթեզ ստեղծելու ջանքերից։ տեղացի դեռահաս.
«Հուսանք, որ յուրաքանչյուր ծնող կարող է հետևել մեր հրապարակած թղթի նկարագրությանը և մշակել էժան անհատականացված ձեռքի պրոթեզ իր երեխայի համար», - ասաց Թոնգը:
Էլեկտրոնային սենսորների հետ ինտեգրված պրոթեզներ մշակելու համար հետազոտողները սկսել են 3D սկանավորման տվյալները, որոնք նման են տարբեր անկյուններից լուսանկարելուն, որպեսզի ստանան օբյեկտի ամբողջական ձևը, այս դեպքում՝ դեռահասի վերջույթների կաղապարը:
Այնուհետև նրանք օգտագործեցին 3D սկանավորման տվյալներ՝ ուղղորդելու սենսորների ինտեգրումը պրոթեզավորման ձևի համապատասխան խոռոչում՝ օգտագործելով համապատասխան 3D տպագրության տեխնիկան:
Հետազոտական թիմի կողմից մշակված գործընթացը հնարավորություն կտա հետագա կիրառություններին անհատականացված բժշկության և կրելի համակարգերի նախագծման մեջ:
«Հաշվող համակարգերի ինտերֆեյսների հատկությունների և գործառույթների անհատականացումը և փոփոխումը 3D սկանավորման և 3D տպագրության միջոցով դուռ է բացում մարդկային օգնության և առողջության համար նոր տեխնոլոգիաների նախագծման և արտադրության, ինչպես նաև կրելի համակարգերի գործառույթի և հարմարավետության հետ կապված հիմնարար հարցերի ուսումնասիրության համար: », - ասաց Ջոնսոնը:
Ջոնսոնի պրոթեզային ձեռքերի հետազոտությունը ոգեշնչվեց, երբ նա իմացավ իր գործընկերոջ դստեր՝ այն ժամանակ 12-ամյա Ջոզի Ֆրատիչելիի մասին, ով ծնվել էր ամնիոտիկ ժապավենի համախտանիշով: Արգանդի մեջ նրա ձեռքի զարգացումը դադարեց: Լարային ամնիոտիկ շերտերը սահմանափակում էին արյան հոսքը և ազդեցին աջ ձեռքի զարգացման վրա՝ առաջացնելով ծնկներից այն կողմ ձևավորման բացակայություն:
Ջոնսոնն օգտագործեց իր հարակից հետազոտական փորձը հավելումների կենսաարտադրության ոլորտում և միջդիսցիպլինար բակալավրիատի հետազոտողների թիմը՝ Fraticelli-ի համար բիոնիկ ձեռքը 3D տպելու համար, որը կդառնա այժմ հրապարակված հետազոտության հիմքը:
Երբ նրանք աշխատում էին Fraticelli-ի հետ, նրանք շարունակեցին շտկել պրոթեզների նախատիպը՝ մշակելով հավելումների արտադրության նոր մեթոդներ, որոնք թույլ կտան ավելի լավ տեղավորվել Fraticelli-ի ափի մեջ՝ ստեղծելով ավելի հարմարավետ, համապատասխան ձևով պրոթեզային սարք:
Նրանք հաստատել են, որ պրոթեզի անհատականացումը գրեթե չորս անգամ ավելացրել է շփումը Fraticelli-ի հյուսվածքի և պրոթեզի միջև՝ համեմատած ոչ անհատականացված սարքերի հետ: Այս ավելացած շփման տարածքը օգնեց նրանց հստակեցնել, թե որտեղ պետք է տեղակայել զգալի էլեկտրոդների զանգվածները՝ փորձարկելու ճնշման բաշխումը, ինչը նրանց օգնեց հետագայում բարելավել դիզայնը:
Զգացմունքային փորձեր են իրականացվել՝ օգտագործելով երկու անհատականացված պրոթեզներ՝ զգայական էլեկտրոդների զանգվածներով և առանց դրանց: Այս փորձերը կատարելով Ֆրատիչելլիի հետ՝ նրանք պարզեցին, որ ճնշման բաշխումը տարբերվում էր, երբ նա հանգստացնում էր ձեռքը և ձեռքը ճկված վիճակում պահում:
«Փափուկ մաշկի և կոշտ ինտերֆեյսի միջև անհամապատասխանությունը դեռևս խնդիր է, որը կնվազեցնի համապատասխանությունը», - ասաց Թոնգը: «Զգացող էլեկտրոդների զանգվածները կարող են բացել ևս մեկ նոր տարածք՝ բարելավելու պրոթեզավորման դիզայնը՝ ճնշման ավելի լավ հավասարակշռություն բաշխելու տեսանկյունից»:
Ընդհանուր առմամբ, Ֆրատիչելլին զգում է, որ նոր անհատականացված պրոթեզը բարելավում է իր հարմարավետության մակարդակը: Քանի որ նրա ձեռքը փափուկ և փոփոխական է տարբեր կեցվածքների տակ, իսկ պրոթեզային նյութը կոշտ է և ամրացված, համապատասխանության մակարդակը կարող է շարունակել փոխվել:
Անհատականացված պրոթեզները դեռևս տեղ ունեն բարելավման համար, և Ջոնսոնի թիմը կշարունակի ուսումնասիրել և մշակել հավելումների արտադրության նոր տեխնիկա՝ կրելի բիոնիկ սարքերում կատարելագործելու համար:
Այս հետազոտությունն իրականացվել է Ազգային գիտական հիմնադրամի (Բակալավրիատի կրթության բաժին) և Վիրջինիա Տեխի ուսանողական ինժեներների խորհրդի կողմից: Հաշվողական հյուսվածքների ճարտարագիտության միջդիսցիպլինար ավարտական հետազոտական ծրագիր; և Ստեղծագործության, արվեստի և տեխնոլոգիայի ինստիտուտ:
Ստացեք գիտության վերջին նորությունները ScienceDaily-ի անվճար էլ. տեղեկագրերի միջոցով, որոնք թարմացվում են ամեն օր և շաբաթական: Կամ դիտեք ամենժամյա թարմացվող լուրերի հոսքերը ձեր RSS ընթերցողով.
Ասեք մեզ, թե ինչ եք մտածում ScienceDaily-ի մասին. մենք ողջունում ենք ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական մեկնաբանությունները: Կայքն օգտագործելիս որևէ խնդիր ունե՞ք: Հարցե՞ր:
Հրապարակման ժամանակը՝ ապրիլի 14-2019