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3D打印機(jī)的普及為研究機(jī)構(gòu)擁有的尖端技術(shù)與設(shè)計(jì)的結(jié)合提供了絕佳條件。這一點(diǎn)在照片中3指電動(dòng)義手的開(kāi)發(fā)事例中得到了充分印證。

該義手是奈良尖端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)、日本國(guó)立障礙者康復(fù)中心和慶應(yīng)義塾大學(xué)山中設(shè)計(jì)研究室合作開(kāi)發(fā)的樣機(jī)。對(duì)于這項(xiàng)研究成果，身為設(shè)計(jì)師的慶應(yīng)義塾大學(xué)環(huán)境信息學(xué)部客座教授山中俊治介紹說(shuō)：“這種開(kāi)發(fā)方式必須借助3D打印機(jī)才能實(shí)現(xiàn)。而且是必須使用3D打印機(jī)才能實(shí)現(xiàn)的造型。”

貼合手臂的彈性

義手大致包括裝飾義手與功能義手兩種類型。裝飾義手外形酷似真實(shí)的人手，基本不具備工具的作用。而功能義手種類繁多，不僅每一種都需要長(zhǎng)期訓(xùn)練，而且大多數(shù)看上去十分笨重。除此之外，還存在拆除困難、重量沉，以及最為關(guān)鍵的價(jià)格昂貴等諸多需要解決的問(wèn)題。

為此，國(guó)立障礙者康復(fù)中心運(yùn)動(dòng)功能系障礙研究部神經(jīng)肌肉功能障礙研究室長(zhǎng)河島則夫等人提出的建議是：開(kāi)發(fā)滿足基本功能需求的輕巧義手。這種義手只使用1個(gè)馬達(dá)。能夠利用3指相對(duì)的構(gòu)造，完成最簡(jiǎn)單的“抓、放”動(dòng)作。

這只義手的功能是固定希望操作的對(duì)象物體，協(xié)助健全手的行動(dòng)。慶應(yīng)義塾大學(xué)研究生院政策與媒體研究科阪本真認(rèn)為，僅僅憑借這一項(xiàng)功能，“前臂截肢者能夠獨(dú)立完成的操作的范圍就將得到飛躍式擴(kuò)大”。

山中設(shè)計(jì)研究室接到的委托，是對(duì)當(dāng)時(shí)還相當(dāng)笨重的樣機(jī)進(jìn)行改造，讓外觀看上去精美。具體來(lái)說(shuō)，就是設(shè)計(jì)連接手部單元與前臂的框架部分。山中客座教授與阪本等人以“大多數(shù)用戶可輕松掌控的生活中的新手”為理念，進(jìn)行了框架的設(shè)計(jì)。

在開(kāi)發(fā)階段，3D打印機(jī)最為活躍的時(shí)候，是確定框架基本骨架之后。為了創(chuàng)造出與前臂貼合的框架，3D打印機(jī)成為了反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證必不可少的工具。

山中客座教授說(shuō)：“要想讓手與框架固定地舒適，彈性應(yīng)該多大才好？對(duì)于這樣感性的指標(biāo)，在事前無(wú)法進(jìn)行模擬。必須試制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)�！痹谶@種“邊做邊想”的開(kāi)發(fā)流程中，“只要想到，馬上就能輸出試制品”的3D打印機(jī)發(fā)揮出了本領(lǐng)。

除此之外，使用3D打印機(jī)進(jìn)行制作的，還包括3D掃描實(shí)驗(yàn)對(duì)象的前臂并輸出的模具，以及制作測(cè)量前臂扭曲的工具等。協(xié)助開(kāi)發(fā)順利開(kāi)展的夾具也實(shí)現(xiàn)了即需即做。

替代定制的流通形態(tài)

通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)而成的義手與手部單元相加，重量?jī)H為300克。與過(guò)去的義手相比，實(shí)現(xiàn)了大幅的輕量化。義手可以靈活地完成自然的動(dòng)作，制造成本也僅為幾萬(wàn)日元左右。其價(jià)格有望讓眾多生活不便的人士都可以負(fù)擔(dān)得起。

而最值得一提的，是義手的通用性。過(guò)去的義手全部為定制。需要為使用者取模，按照模具一一制作。由于這一過(guò)程屬于醫(yī)療行為，因此義手并不是誰(shuí)都可以銷售，在需要時(shí)無(wú)法立即買(mǎi)到。

而利用3D打印機(jī)的尼龍材料具備的彈性，這種義手適合多數(shù)人的手臂。山中客座教授稱：“只要庫(kù)存預(yù)備一定數(shù)量，在需要時(shí)即可立即買(mǎi)到，輕松投入使用�！痹谖磥�(lái)，這有可能會(huì)顛覆義手和義足的流通形態(tài)。

提到3D打印機(jī)，人們的腦海中往往會(huì)浮現(xiàn)出定制產(chǎn)品的印象，但是，只要數(shù)量在一定限度，3D打印機(jī)也能夠在現(xiàn)成產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中大顯身手。以需要的程度，為需要的人，提供需要的技術(shù)。這恐怕將是3D打印機(jī)為社會(huì)帶來(lái)的一大恩惠。（作者：下川一哉、丸尾弘志、三木Izumi、廣川淳哉、笹田克彥，日經(jīng)技術(shù)在線！供稿）