Cómo el club de prótesis impresas en 3D de una universidad proporciona dispositivos para amputados

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En la primavera de 2019, la Universidad de Duke eNabl comenzó como seis estudiantes de ingeniería con una pasión por la innovación y el diseño, apoyados por un pequeño estipendio del Innovation Co-Lab y una beca de OSPRI (Open Source Pedagogy, Research and Innovation), un proyecto apoyado por Red Hat.

Desde entonces nos hemos establecido como una presencia en el campus, hemos crecido hasta convertirnos en un gran equipo interdisciplinario y nos hemos conectado con múltiples destinatarios, incluyendo a un joven en Milot, Haití. Los recursos ofrecidos a través de Duke y el patrocinio que hemos recibido nos permiten transformar continuamente nuestras ideas en cosas que podemos compartir con entusiastas del software libre, fabricantes y soñadores por igual.

Destinatarios locales

Durante el último año, nuestro club ha estado trabajando arduamente con tres beneficiarios locales. Kaylyn, nuestra primera conexión, fue introducida en el artículo el año pasado. Ella es una decoradora de pasteles de Wake Forest para quien estamos construyendo un dispositivo modular personalizado con múltiples accesorios que cada uno sirve una función específica en su panadería. Este otoño, estamos trabajando en los toques finales del dispositivo de Kaylyn y esperamos entregarlo en los próximos meses.

Más tarde en el año nos conectamos con Brooke, una graduada reciente de la escuela de farmacia que pidió una mano que pudiera pellizcar la piel mientras le aplicaba inyecciones subcutáneas. Para Brooke, comenzamos con un diseño de código abierto llamado K-1 Hand; luego hicimos modificaciones para adaptar la forma del pulgar, crear un sistema de sujeción más seguro y optimizar el agarre entre el pulgar y el dedo índice. La mano de Brooke ya está terminada y lista para ser entregada a su regreso a Carolina del Norte.

Para nuestro tercer destinatario, un niño de 11 años llamado Nathan, estamos usando otro archivo de código abierto llamado Unlimbited Arm. Nuestro objetivo es ayudar a Nathan en la transición a una prótesis de grado médico; también estamos añadiendo algunos accesorios divertidos como un tirachinas y un mango de bicicleta.

Trabajar con destinatarios de todo Duke nos ayudó a mejorar nuestro proceso de diseño y a comprender mejor los beneficios de aprovechar el código abierto con ideas originales. Estas experiencias ayudaron a impulsar nuestro éxito con nuestro cuarto receptor, un niño llamado Chris.

Prótesis en proceso

Conocí a Chris en el verano de 2019, mientras trabajaba como voluntario en Milot con miembros de mi iglesia local. Chris, que tenía diez años cuando lo conocí, tiene una amputación congénita de miembro superior: nació con medio brazo en el lado izquierdo. Con las metas de eNable frescas en mi mente, inmediatamente quise conectarme con él y ver si había alguna manera de que nuestro club pudiera ayudar. Le pedí a nuestro anfitrión que tradujera, como les expliqué a Chris y a sus padres, que estoy en un grupo que se esfuerza por construir dispositivos para amputados, y ellos expresaron interés en la idea y gratitud por el deseo de ayudar.

Trabajar con destinatarios de todo Duke nos ayudó a mejorar nuestro proceso de diseño y a comprender mejor los beneficios de aprovechar el código abierto con ideas originales. De vuelta en el campus en el otoño, le lancé la idea a nuestro club y comencé a formar un pequeño equipo para llevarla a cabo. Mientras tanto, necesitábamos conseguir financiación y el apoyo de la universidad. Al trabajar en red con alumnos de la Escuela de Ingeniería de Pratt, nos conectamos con la Fundación Given Limb, que accedió a apoyar el proyecto. Más tarde, obtuvimos financiación adicional a través de una subvención combinada de la Fundación Lord y el Consejo de Antiguos Alumnos de Ingeniería.

Comenzamos el proceso de diseño a principios del verano. Usando imágenes de Chris junto a una cinta métrica, extrajimos las medidas para obtener una estimación aproximada de las dimensiones; éstas se utilizaron para diseñar un encaje para la parte superior del brazo de Chris y una pieza del antebrazo. Para la mano en sí, recurrimos a un diseño de código abierto llamado Gripper Thumb Hand. Este diseño podría otorgar a Chris una capacidad de agarre básica sin requerir una activación mecánica a través de su hombro.

A finales de junio, dos de nosotros viajamos a Haití con tres prototipos de diferentes tamaños, piezas y materiales adicionales, y equipo para realizar una exploración de la estructura en 3D y producir un molde de yeso. Usamos este viaje para probar el ajuste y la función del prototipo, y adquirimos una variedad de medidas y modelos para ayudar a hacer las modificaciones apropiadas en Duke.

Cinco semanas después, otro par de nosotros regresó con un dispositivo finalizado, con actualizaciones que abordaban las limitaciones de los prototipos. Después de realizar algunos cambios de última hora en el lugar, pudimos entregarle con éxito el brazo a Chris y proporcionarle piezas de repuesto y materiales para que los utilice si se le queda pequeños. Durante el próximo año, esperamos elaborar un plan para los próximos pasos de nuestra relación con Chris, ya sea que se trate de un viaje de regreso, de conectarlo con otros miembros de la comunidad de código abierto o de referirlo a una compañía de prótesis profesional.

Qué sigue

A medida que comenzamos el nuevo año académico, nos entusiasma trabajar en nuevos proyectos y continuar ampliando los límites de la impresión en 3D y las soluciones de código abierto. Entre ellas se encuentran la incorporación de técnicas de impresión avanzadas y materiales más robustos, y el desarrollo de un brazo mioeléctrico que utiliza señales musculares para accionar los motores y lograr su función. Otro objetivo vital es continuar construyendo relaciones con protésicos y profesionales de la salud para establecer el papel de nicho de la impresión en 3D y los diseños de código abierto en este campo. Queremos equilibrar la emoción del trabajo que hacemos con la conciencia de sus limitaciones técnicas; creemos que esta comprensión es la clave para ofrecer con éxito soluciones de código abierto.

Estamos agradecidos por el apoyo generalizado y constante que hemos recibido desde el inicio de eNable. El Co-Laboratorio de Innovación y el programa OSPRI en Duke nos han proporcionado valiosos recursos, mentores y un gran espacio de trabajo. La Escuela de Ingeniería de Pratt también nos ayudó a llegar a donde estamos hoy, a través de conexiones con ex alumnos y patrocinadores y oportunidades para involucrarnos con más estudiantes. Lo más importante es que estamos agradecidos a los estudiantes de nuestro club por su dedicación y entusiasmo hacia nuestro trabajo.

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