Ethan Brown uses a 3-D printed hand provided by e-NABLE.   

伊森·布朗使用的是e-NABLE提供的3d打印手。

 

触手可及

John Schull '75工程师为假手设计了一个新的解决方案。

威廉·阿伯内西1988年著 | 2015年6月1日

伊森·布朗和其他9岁男孩一样。伊桑住在奥佩利卡,这是阿拉巴马州一个不大的小镇,位于亚特兰大西南约80英里处,他有时泰然自若,有时沉默寡言,但总是很活跃。他的母亲梅丽娜(Melina)谈到孩子们时,带着每个母亲的敬畏和自豪。一个在奥本大学,另一个刚毕业。科尔是喜剧演员,而艾米丽吸引了像白雪公主一样的蝴蝶。“伊桑,”她说,“正在全速前进。”他滑冰、骑自行车、打篮球、参加足球队,而且刚刚开始上骑马课。“他的驯兽师拿着鞭子——让马跑得更快,”她回忆起最近的一堂课,“你看到的都是牙齿和微笑。”他做的每件事都尽可能快。”

但伊森有一点不同。不知什么原因,他的左手出了毛病。他的拇指是正常的,但他的食指以一个直角在他的手上扭曲,占据了他的中指和无名指应该生长的小肿块的空间。他的小指融合成一个僵硬的手指,中间的指关节僵硬。“他从来没有真正被诊断出来,”梅丽娜说,“synbrachy——一个我不能发音的东西……这真的不重要。”

当然,在成长过程中出现明显的生理差异并非易事。面对学校里的戏弄和欺凌,7岁的伊桑开始孤僻。一天晚上,他问妈妈:“还有像我这样的人吗?”梅丽娜跳上Facebook,向他展示了一个上肢残疾人士的支持小组。她在浏览评论时偶然发现了一个名叫乔恩·舒尔的人的帖子,他的一个想法将改变伊森的生活。

机械指针有着悠久而迷人的历史。最早的模型之一是为中世纪德国雇佣兵兼诗人戈特弗里德·冯·伯利辛根(Gottfried von Berlichingen)建造的,他被称为“Götz铁手”,在1504年的兰茨胡特围城中失去了右臂。据说,他那带盔甲的手有关节的手指,可以拿着盾牌,用羽毛笔写字。1845年,一位名叫罗伯特·诺曼的澳大利亚牙科医生用鲸须和滑轮为阿德莱德的下士约翰·科尔斯制作了一只机械手,科尔斯在一次火药事故中失去了几根手指。诺曼的设计采用了一个创新的滑轮系统,科尔斯可以通过移动拇指来弯曲手指。

自那以后,上肢假肢得到了改进,但它们绝不是完美的。儿童带来了一个特殊的问题,因为他们可以在安装设备所需的时间内从设备中生长出来。一个传统的上肢假体,由训练有素的认证专业人员制造和安装,起价约为6000美元。即使有保险,大多数父母也负担不起多只手,因为孩子的手在不断地长大。此外,并不是每个上肢残疾的孩子都像训练有素的义肢专家一样生活在同一个城市或国家。

这让我们想到了Schull,他站在义肢新浪潮的顶峰,利用众包的力量来解决制造机械手的问题。在一位南非木匠、一位贝灵汉的道具制造商和一位北卡罗来纳州的Reedie的帮助下,他发起了e-NABLE,这是一项全球性的运动,为一大批DIY制造者和需要帮助的孩子们提供帮助。

斯库尔在威博体育一开始就对动物行为感兴趣,在短暂地接触了生物学之后,他进入了心理学系。“因为达尔文,我对生物学很感兴趣,”他说,“然后我学到了强化理论,这是关于奖励对行为的变化,这与基因行为变化的生殖结果非常相似。”基因的进化适应性和行为的进化适应性之间的类比成为持久魅力的源泉。

舒尔对这一平行现象的兴趣在他大四的时候得到了加强,这门课是由艾伦·纽林格教授(心理学1970-2008)教授的历史和心理学系统。“我们读了威廉·詹姆斯(William James)的几章,他是19世纪的哲学家,大约在达尔文主义席卷全球的同一时期,他去了哈佛,”他回忆道。“詹姆斯认为自然选择与行为和学习有关,与意识有关,与社会进化有关,与各种复杂性的进化有关。”

在纽林格教授的指导下,舒尔在里德的大三和大四期间都在西方心理协会会议上发表了论文。从威博体育毕业后,他去宾夕法尼亚大学攻读博士学位,并在哈弗福德大学教授了13年的生物心理学。

但纽林格种下的种子已经生根发芽。在舒尔的休假期间,他的论文都回归到詹姆斯的研究领域,一个焦点是达尔文的见解能被推进多远。思想会进化吗?他们能被有意义地认为有生命吗?它们是如何繁殖的?坏主意是如何被淘汰的?

事实证明,这些沉思绝不是空谈。90年代初,他试图出售自己开发的实验室软件,结果获得了几项有关软件分发和数字版权管理的专利。他说:“在Napster出现的10年前,我就写了一个解决Napster问题的方案。”当他看到一个合适的想法时,他就知道了,于是离开哈弗福德创建了SoftLock.com,这家公司持续了9年,直到2001年互联网泡沫破裂才倒闭。到这个时候,他承认,“我已经没有资格教生物心理学了。”

经过适应,他在罗切斯特理工威博体育APP(Rochester Institute of Technology)找到了一个新的定位,在那里,他名义上的重点转向了信息技术和创新。“我开始教授一门名为‘创新与发明’的课程,”舒尔说,“这门课讲的都是我的兴趣所在……新思想如何形成——这是最难的部分——它们如何传播。”

2011年,在距离罗切斯特约13000英里的约翰内斯堡,木匠理查德·范·阿斯忙着完成一项工作。桌锯事故以不可思议的速度发生,他不记得发生了什么,只有血的味道充满了房间。他发现他的两个手指在锯台上。他的无名指挂在了集尘器里,他和他的妻子都找不到他的小指。他们发现,医生无法重新接上。在离开医院之前,他发誓要造一个东西来代替他失去的手指。在接下来的几个月里,范·阿斯找到了伊万·欧文(Ivan Owen),并与他合作,欧文是华盛顿州贝灵汉(Bellingham)的戏剧道具制造商,在制造巨大的机械手方面有经验,帮助他更换失去的手指。

事故发生两年零一天后,YouTube上的一段视频宣布了他们合作的成果:Robohand,一种为3d打印机设计和制造的diy假肢。值得注意的是,Van As和Owen将他们的设计作为开源计划发布:任何拥有3d打印机的人都可以将他们的计划制作成自己的。免费的。

这段视频在网上引发了讨论,舒尔提出了一个实际的(也是决定性的)挑战:

好的Makerbotters

如果你愿意接受那些需要机器手的人的询问,那就把自己放在地图上吧!我在Robohand的facebook和thingiverse页面上放了一张用户可编辑的地图。

传播信息。

“它起飞了。”舒尔说:“现在它已经完全占据了我的生活。”

E-NABLE是一个b谷歌+的虚拟社区,从这篇文章开始,现在在世界各地有7000多名成员参与了大规模的在线合作,设计、制造和改进假手,并使任何需要的人都可以免费获得假手。3-D打印机,如Schull的帖子中提到的MakerBot,是由计算机控制的挤出机,它铺下一层薄薄的热塑性塑料(就像用于制造乐高积木的ABS),然后一层一层地逐渐堆积,形成复杂的三维形状。曾经昂贵而新奇的3d打印,正变得越来越便宜,越来越普遍。

与3d打印技术一样重要的是,社交媒体赋予了e-NABLE翅膀。Van As和Owen对Robohand计划的开源许可鼓励其他人分享和改进他们的原始设计。例如,一位设计师坐在罗切斯特的一台笔记本电脑前,可以对一个部件进行改进或调整,并立即将其传播威博体育任何有打印机和互联网连接的人——无论他们是在柏林、台北还是廷巴克图。从Van As和Owen的Robohand设计开始,e-NABLE社区通过新的设计调整和改进了基本概念,如Raptor, Osprey和Cyborg Beast等名称的手。设计师分享新方法和新材料的想法,因为它们是可用的。

E-NABLE的手可以绕在佩戴者的手掌上,并使用简单的机械驱动——如滑轮、杠杆或松紧带——将手腕运动转化为手指运动。Schull对孩子们的描述更简洁:“当你弯曲手腕时,它会握紧拳头。”手指和大部分支撑结构都是塑料的,通常在芝加哥螺丝制成的接头上旋转,大多数五金店都有这种螺丝。

由此产生的装置绝不是一个完美的替代一个良好的手。佩戴者一般不能移动单个手指(一种称为“抓握”的动作),而且抓握强度也不能打开罐子或敲开核桃。但使用者可以拿起杯子和其他轻物体,并为对方的手稳定物体。在成本,外观,可用性和可定制性方面的优势使e-NABLE设计受到孩子和他们的父母的欢迎。

即使有免费的、分布在全球的志愿者,e-NABLE社区也已经迅速发展到需要几个全职工作才能维持下去的地步。由于已经领导了一家公司,Schull知道自己的局限性,并寻求帮助,为这个蓬勃发展的项目提供支持。当舒尔在1973年找到格蕾丝·马斯塔利时,从事公益工作的律师们已经建立了501(c)(3)来建立Enable社区基金会。

马斯塔利谈到他们第一次面对面的会面时说:“本来我打算和他见面,吃个午饭,见个朋友,然后下午四点乘飞机返回。”“我认为我们一对一的谈话涉及到一群其他人,他们都很有趣,而他有点像一心多用,试图同时与多个人建立关系和约会……这一天结束于凌晨4点,而不是下午4点。”我觉得他真的需要像我这样的人和他一起工作,让他的愿景和梦想成为现实。”

马斯塔利最初只是签约帮忙休三个月的小假,但后来担任了该基金会的首席执行官。该基金会是一家支持在线社区努力的非营利组织。马斯塔利说,舒尔“是典型的梦想家。他很有创造力,很随性,很投机。他有时言行不一。他是那种你想让他呆在一个房间里,为一千人提供想法,让他们去执行的人。”

舒尔可以通过借鉴进化心理学的见解来启发听众,而受过法律训练的马斯塔利则悄悄地运用组织心理学使e-NABLE可持续发展。当舒尔思考如何帮助创意发展时,曾在美国司法部和国土安全部工作过的马斯塔利(Mastalli)建立了e-NABLE创意生存所需的生态系统。马斯塔利拥有多家初创公司。她说:“我们的想法汇聚在网络和社会上。”“不同之处在于,他对协作网络的发展非常感兴趣,而我想管理和设计协作解决问题的方式。”

这个想法流行得如此之快,以至于该组织收集数据的能力还没有跟上。“至少有一只手送到了50多个国家,”Schull说,“我们明年的重点是收集可靠和有用的数据,以告知和了解我们所做的事情。”该基金会估计到目前为止已经交付了1800只手,但由于他们的设计是公开和免费的,他们怀疑有那么多手是在他们不知情的情况下生产出来的。b谷歌、欧特克(Autodesk)和几家慈善组织都捐赠了资金,CNN、《纽约时报》和其他全国性媒体也曾威博体育过他们。

伊桑的母亲梅丽娜是基金会的第一位全职员工,基金会现在称她为“组织的心脏”,因为她不知疲倦地为受援者辩护。从她的描述来看,手根本不是握力或灵巧的问题。这关乎自尊。

伊桑说,e-NABLE手威博体育她的生活带来的最大改变是心理上的。他现在更外向了,不那么孤僻了,更能和朋友交往了。“他现在非常自信,”梅丽娜说。“如果我们参加一个活动,他会把手拿开,然后说,‘这就是它看起来的样子。这是我与生俱来的。’他年轻的时候绝对不会这么做。”伊森的同学们的态度也随着他的新手而改变了。“有一天你还是个奇怪的孩子,”伊森说,“第二天,你突然就变成了很酷的孩子,因为你有一只钢铁侠的手。”

梅丽娜在帮伊森准备他的第一次公开演讲。听他说话,他一点也不紧张,而是期待着四个月后的10岁生日。成人的顾虑并不能引起他的兴趣。这是奥佩利卡一个阳光明媚的冬日,他正在车道上打篮球。他用热塑性的手指把球稳住,摆好姿势,然后投篮。

-作者信息:William Abernathy ' 88住在伯克利,以写作为生,并为乐趣而做事情。

标签:校友,商业,创业,创新,研究,健康/保健