技術貼：展翼計劃3D打印義肢技術概述與通用模型

展翼計劃是為我國殘障兒童提供免費普及型3D打印義肢輔具的公益項目，截至2018年12月，我們已經(jīng)在全國范圍內(nèi)送出100個免費義肢輔具，幫助到60個不同的殘障兒童。這篇帖子主要介紹展翼官方使用的義肢模型、展翼設計師標準、義肢制作流程、推薦模型文件及教程、FAQ。

一、義肢模型

目前，我們官方使用的義肢模型有如下三款：

這些3D打印機械手，對標“簡易功能型”義肢，主要實現(xiàn)基本抓握動作。

- PH手掌義肢：

- UA手臂義肢：

- SH肩背義肢（測試視頻）：

我們除了不斷在實踐中改進上述三款模型外，同時也在探索新的產(chǎn)品領域，包括

- 特定場景用義肢輔具

- 簡單的肢體功能障礙者使用輔具

- 基于肌電傳感的低成本3D打印肌電手

這幾種嘗試我們也陸續(xù)達到了實例驗證的階段，之后負責這些部分的設計師們也會陸續(xù)與大家分享設計！

二、展翼合格設計師標準

我們希望你曾通過任何方法，做出過一只3D打印機械手（文末附2款展翼通用模型的stl文件及視頻組裝教程，更多教程會在后續(xù)發(fā)布）。之后我們也將需求者情況公開在社區(qū)中，有意愿并達到展翼合格設計師標準的小伙伴們，可以申領實際案例，為小朋友打造炫酷機械手哦！

在真實案例中，除了使用開源模型以外，需要針對每位需求者的具體情況進行定制，定制要求有：

- 尺寸定制：根據(jù)二維照片或三維掃描模型，確保尺寸合適（注意，因為我們無法做到專業(yè)的接受腔設計，所以機械手多為半包圍結構，只需盡可能尺寸、外形貼合）

- 功能定制：僅僅是抓握功能，日常生活中就有很多應用場景，如拿起玩具、握筆、雙手配合刷牙、做家務，騎腳踏車，等等......因此，通用抓握功能可能不是最好的形式

- 外觀定制：3D打印的優(yōu)勢便是易于實現(xiàn)外觀上的定制，特別是合理的顏色搭配和logo增加，就能讓機械手增色不少！

三、義肢制作流程

獲取數(shù)據(jù)（二維照片、三維掃描、石膏模）取型→使用Meshmixer、Zbrush等軟件外形修改/使用Inventor、Solidworks等軟件結構設計→3D打印制造零件/購買外購件和工具→組裝和測試→遠程品控、獲得地址→寄出

四、推薦模型文件及教程

手掌義肢模型（附上Enabling the Future 收錄Phoenix Hand原版）

- Thingiverse：https://www.thingiverse.com/thing:1453190/#files

- 展翼版：https://www.thingiverse.com/thing:3307432

- 展翼教學視頻：https://v.youku.com/v_show/id_XMzk3ODM4MDI2OA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0

手臂類模型推薦（附上Enabling the Future 收錄的Unlimbited Arm定制版、原版）

- Thingiverse原版：https://www.thingiverse.com/thing:1672381

- Reborn版手掌：https://www.thingiverse.com/thing:2217431/files

- 展翼版：https://www.thingiverse.com/groups/hands-on/things

- 展翼教學視頻：https://v.youku.com/v_show/id_XMTY4MTk0Njc4OA==.html?from=s1.8-1-1.2&spm=a2h0k.8191407.0.0

五、FAQ

在這里回答2個最近展翼計劃常常被問到的問題，之后，我們也會專開一個答疑貼，對展翼計劃3D打印義肢感興趣，并且存在疑問的小伙伴們，歡迎來盡情留言哦～

Q1：展翼后續(xù)對設計師與3D打印廠商的資源有什么打算，自己能為項目做些什么？

A：由于不同受助者需要的資源和服務不同，我們會從受助者需求出發(fā)，來一對一地對接所需資源。與此同時，展翼計劃除了直接為孩子定制機械手，還有諸多研發(fā)、教育課程、工作坊項目，用于3D打印機械手技術的提升與普及，也需要大家的鼎力支持！所以，我們會根據(jù)大家提交的報名信息，具體去對接所需的資源的。因為大家的熱情太高，我們目前還沒能全部利用上大家的資源，請大家不要著急哦

Q2：現(xiàn)在最好的義肢和技術是什么，都有哪些廠商，我們做的3D打印義肢有什么特點？

A：據(jù)我們了解，目前市場上主流的上肢假肢技術是肌電手，也就是基于肌肉電信號配合電機驅(qū)動的機械手。而機械手方面，市面上以索控式為主，實現(xiàn)功能多為基本抓握功能。相比機械手，肌電手能夠通過訓練多種肌電信號，實現(xiàn)多種機械手手勢，所以肌電手往往是成年殘障者更為青睞的產(chǎn)品。

通過肌電傳感器識別3-5個肌電信號，配合一定模式識別方法（按鍵、特定手勢等），最多可以做到數(shù)十種手勢。國際上做肌電手較為知名的有Ottobock公司、奧索公司等，國內(nèi)有上�？粕�、上海傲意科技（OYmotion）等。隨著肌電傳感技術普及，正常人手通過一定的訓練，得到3-5種機械手動作已經(jīng)不是難事，相比之下，如何從殘障者身上訓練出足夠多種類的肌電信號，從而實現(xiàn)更多手勢顯得更加困難。要知道，殘障人士殘缺情況各不相同，不是都適合肌電手的哦！展翼計劃也正在緊鑼密鼓地打造低成本3D打印肌電手，現(xiàn)在已經(jīng)準備在實際案例測試了哦，感興趣參與肌電手研發(fā)的小伙伴，也可以聯(lián)系我們！

總體而言，上肢假肢技術并不成熟，因此整體價格昂貴，即使是機械式抓握功能索控手，也需要幾千到上萬元的費用，其中最主要的成本來源便是手工定制的費用。借助3D打印技術，能夠大大降低義肢的生產(chǎn)成本，在功能性和成本中取一個更好的平衡，得到性價比更高的義肢。同時，以兒童為服務對象，能夠適應兒童持續(xù)生長、外觀定制的需求。所以我們特別為孩子們定制3D打印義肢，希望給他們炫酷的機械手，幫助到他們的日常生活！

這些設計的優(yōu)化空間，都挺大的。歡迎感興趣的人士加入進來