استفاده از چاپ سه بعدی در ساخت دست مصنوعی برای کودکان نیازمند جهان

دانش آموزان کلاس ششم مدرسه‌ی Alexandria Country Day School در ویرجینیا (Virginia) با استفاده از چاپگرهای سه بعدی برای کودکان نیازمند سراسر جهان اندام‌ مصنوعی می‌سازند. برای آشنایی با فعالیت‌های این دانش آموزان با مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.

بر اساس گزارش مرکز کنترل و پیشگیری بیماری‌ها (Centers for Disease Control and Prevention) سالانه ۱۵۰۰ کودک در ایالات متحده متولد می‌شوند که بخشی از دست‌شان را ندارند. تعداد بسیار بیشتری از کودکان انگشتان یا دست‌های خود را در اثر حوادثی همانند تصادف از دست می‌دهند. اکثر این کودکان با وجود امکانات جایگزین پزشکی، بر محدودیت‌های خود غلبه می‌کنند. اما با توجه به رشد سریع کودکان، اغلب این وسایل که هزاران دلار ارزش دارند، برای آن‌ها کوچک می‌شود.

اکنون دانش آموزان کلاس ششم مدرسه‌ی Alexandria Country Day School در ویرجینیا (Virginia) با پیوستن به هزاران داوطلب در سراسر جهان به کودکان کمک می‌کنند. این دانش‌آموزان با استفاده از چاپگرهای سه بعدی برای کودکان اندام‌های مصنوعی می‌سازند.

هیچ موتور یا قطعه‌ی الکترونیکی در این دست‌های پلاستیکی به ظاهر رباتیکی وجود ندارد. این مدرسه دست‌های مصنوعی Raptor Reloaded را به عنوان مدلی برای ساختن دست‌های مصنوعی انتخاب کرده است. این دست‌ها با خم کردن مچ کار می‌کنند. اگر مچ به سمت پایین خم شود، انگشت‌ها و شست این دست مصنوعی می‌توانند اجسامی مانند بطری، توپ، کتاب، یا فرمان دوچرخه را چنگ زده و نگه دارند. با خم کردن مچ به سمت بالا اجسام از چنگ دست رها می‌شوند.

این دانش آموزان با همگاری گروه غیرانتفاعی Enabling the Future که با عنوان e-Nable هم شناخته می‌شود، کار می‌کنند. گروه e-Nable دست‌های مصنوعی تکمیل شده را به کودکان نیازمند سراسر جهان می‌رساند. ۱۶ نمونه طراحی و دستورالعمل ساخت دست مصنوعی توسط این گروه به صورت رایگان در اینترنت در دسترس همه قرار داده شده است. با دسترسی به یک چاپگر سه بعدی می‌توان یک دست را با قیمتی کمتر از ۵۰ دلار تولید کرد.

استفاده از چاپ سه بعدی برای ساخت دست مصنوعی برای کودکان نیازمند جهان
دانش‌آموزان دوره‌ی ششم در حال سر هم کردن بخش‌های مختلف دست مصنوعی
Taylor Grace Peterson که ۱۲ ساله است، می‌گوید «این که بتوانی برای کودکی که نیازمند است یک دست مصنوعی با قیمت کم بسازی، بسیار جذاب است.»

این دست‌ها چگونه ساخته می‌شود؟

این اندام‌های مصنوعی با استفاده از مواد معمولی مانند رشته‌های پلاستیکی (plastic filament)، نخ‌های نایلونی (nylon cord)، نخ ماهیگیری، ولکرو (Velcro) و پیچ ساخته می‌شوند. بسته به اندازه‌ی دست و سرعت چاپگر سه بعدی، ذوب کردن رشته‌های پلاستیکی برای ساختن ۳۶ قطعه‌ی دست Raptor معمولا ۱۰ تا ۱۸ ساعت طول می‌کشد. پس از اتمام فرآیند چاپ، دانش‌آموزان قسمت‌های زبر را صاف کرده و قطعات را به هم وصل می‌کنند. نخ‌های ماهی‌گیری و پیچ برای چنگ‌زنی انگشتان به کار برده می‌شود، همانند تنظیم کشش سیم‌های گیتار. نخ‌های نایلونی در کنترل باز کردن چنگ موثر هستند و ولکرو اتصال دست مصنوعی به مچ بیمار را تضمین می‌کند.

دانش‌آموزان این کلاس که در گروه‌هایی با هم کار می‌کنند، با دنبال کردن فیلم‌ها و دستورالعمل‌های نوشته شده، بخش‌های مختلف دست‌های مصنوعی را به هم وصل کنند.

دست‌هایی با ظاهر جالب که زندگی را بهتر می‌کنند

استفاده از چاپ سه بعدی برای ساخت دست مصنوعی برای کودکان نیازمند جهان
دست ساخته شده برای Denver Broncos
نخستین دریافت کننده یک پسر بچه‌ی ۱۰ ساله در نیومکزیکو (New Mexico) خواهد بود که بدون دست چپ به دنیا آمده است. او طرفدار تیم Denver Broncos است، بنابراین دست مصنوعی او به رنگ تیم مورد علاقه‌اش یعنی آبی و نارنجی است.

Lieberman یکی از اعضای این مدرسه، گفت «ارزان تمام شدن فرآیند ساخت این دست‌های مصنوعی بسیار خوب است. چرا که اگر نمونه‌ی اولیه‌ای که برای بیمار خواهیم فرستاد، خوب کار نکند، می‌توانیم دوباره آن را تنظیم کنیم.»

حتی کودکانی که به دست مصنوعی نیاز دارند هم می‌توانند یاد بگیرند که چگونه برای خود این دست‌ها را بسازند. داوطلبان E-Nable این کودکان و خانواده‌هایشان را برای انجام فرآیند ساخت همراهی خواهند کرد. با بزرگ شدن کودک، می‌توان اندازه‌ی دست را تغییر داد یا آن را تعمیر کرد.

چنین وسایلی موجب افزایش استقلال کودک می‌شوند. اما Alban Erdle که ۱۲ ساله است، به نکته‌ی قابل توجهی در مورد یک مزیت اجتماعی اشاره کرد. او گفت «داشتن یک دست دوم به کودکان کمک می‌کند تا بهتر زندگی کنند.»

شما هم امتحان کنید

کسانی که به یک چاپگر سه بعدی دسترسی دارند ممکن است بخواهند ساخت یک دست مصنوعی ساده را تجربه کنند. طراحی‌ها و دستورالعمل‌های ساخت به صورت رایگان در تارنمای handchallenge.com و در بخش چالش دست مصنوعی کودکان (Prosthetic Kids Hand Challenge) در دسترس است.