Ayudan a niños con problemas de movilidad a tener una mejor calidad de vida con exoesqueletos En los últimos años, el Dr. Matthew Dickinson, profesor titular de la Universidad de Central Lancashire (UCLan), ha participado en el concurso “Medalla McRobert para ingenieros principales”. A través de esta iniciativa, Matthew se asoció con un estudiante local para realizar una investigación con la Ultimaker S5, que luego fue reconocida en la Conferencia de las Naciones Unidas COP26. Un firme defensor de alentar a los jóvenes a pensar fuera de la caja, Matthew es un apologista del premio que celebra la innovación juvenil, conectándolos con universidades para dar vida a sus ideas.
Cuando Christina Marshall, estudiante de 15 años de Sir John Fivebe Community College en Burnley, participó en la competencia con una idea para apoyar a los niños que sufren de alguna condición que les impide tener movimiento por sí mismos, Matthew se dio cuenta de que la idea era especial. A Christina se le ocurrió ese proyecto después de ver a su prima sufrir de atrofia muscular espinal (SMA).Christina quería crear algo para apoyar y fortalecer la espalda y los músculos de la columna de su prima, fue así que creó la chaqueta para la atrofia muscular espinal (SMA) basada en la idea de un exoesqueleto, siendo su invento uno de los tres ganadores de medallas de oro, convirtiéndola en una de las seis personas en todo el Reino Unido reconocidas como líderes innovadoras en la resolución de problemas de ingeniería.
Desafíos
Colocar la chaqueta SMA en el cuerpo humano plantea muchos desafíos. La idea original era hacer el exoesqueleto de aluminio. Sin embargo, con la tasa de crecimiento del niño y los cambios resultantes que tienen que ocurrir en el exoesqueleto, el costo se vuelve muy alto. En busca de métodos de fabricación alternativos, Matthew recurrió a la impresión 3D. Al producir piezas impresas en 3D a bajo costo, la tecnología ofrece un alto grado de personalización y repetibilidad, lo que permite que la chaqueta se convierta en una solución para la prevención y rehabilitación de lesiones.
Usando su impresora Ultimaker 2+, Matthew diseñó el exoesqueleto de primera generación y comenzó a crear prototipos con PLA. Sus resultados son prometedores e inspiran al crecimiento futuro, pero la ingeniería que puede diseñar e imprimir fue limitada por el exclusivo cabezal de impresión de extrusión Ultimaker 2+.
La Ultimaker S5 ofrece extrusión dual y abre nuevas posibilidades y combinaciones de materiales que impulsan el proyecto. El desarrollo del prototipo de segunda generación se basa en la impresión 3D con una variedad de materiales como nylon y TPU. Con la Ultimaker S5, Matthew comenzó a experimentar con distintos materiales tales como el PLA nylon y TPU para ver cuál funcionaba mejor. Matthew descubrió que podían producir componentes que se adaptaran a cualquier persona sin dejar de ofrecer resistencia gracias a un exterior suave y un interior sólido.
Matthew está trabajando actualmente en un prototipo de tercera generación y ha creado un diseño mucho más agradable. También realizó el primer ensayo en un cuerpo humano de apoyo para las extremidades inferiores y los resultados fueron prometedores. Al aprovechar el ecosistema de Ultimaker, Matthew ha optimizado su experiencia de impresión 3D con Ultimaker Digital Factory. Le brinda la capacidad de imprimir de forma remota, crear una biblioteca digital y realizar un seguimiento del progreso desde cualquier lugar. Matthew puede trabajar en proyectos en los lugares y momentos que más le convengan. Los análisis disponibles de Cura y Digital Factory le ahorran a Matthew costos de materiales y tiempo de impresión para permitirle planificar la subcontratación de la producción e incorporar reducciones de costos en nuevas iteraciones. Ultimaker caso éxito
Resultado
Con Ultimaker S5, la idea de Christina de mejorar la vida de su prima pasó del concepto y el diseño a la creación de prototipos y la producción en sólo seis meses. Matthew menciona que sin la confiabilidad y la reproducibilidad de Ultimaker S5 junto con el software Ultimaker Digital Factory, no habría podido completar el proyecto en tan poco tiempo. Al finalizar el proyecto, Christina, Matthew y su equipo en UCLA fueron honrados como los primeros en recibir la Medalla Macrobert 2021 para Ingeniero Principal en la COP26.
Además del trabajo de Matthew en educación, es miembro del presidente del subcomité de la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM). Ahora está asesorando los estándares internacionales para exoesqueletos para garantizar que los exoesqueletos se fabriquen de manera segura para el consumo humano. Unirse a la ASTM le permite familiarizarse con organizaciones internacionales como Ford, Boeing, la NASA y la Agencia Espacial Británica.
A través de los esfuerzos combinados de Matthew y ASTM, la tecnología detrás del exoesqueleto se está introduciendo y enseñando a estudiantes en el Reino Unido y EE. UU. Su objetivo es educar e inspirar a los estudiantes sobre los beneficios del exoesqueleto para el avance humano. Para ello, han creado 5 episodios cortos de 10 minutos de entrevistas a expertos del sector así como un reto para diseñar y construir tu propio exoesqueleto. Matthew creó el desafío y ahora es más fácil llevar la impresión 3D a las escuelas. Matthew espera que el acceso a los exoesqueletos aumente en un futuro no muy lejano. Su expectativa es que las personas usen la impresión 3D para reemplazar piezas en el hogar para que sean menos dependientes de la espera de piezas del fabricante.
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