斷了手指還是要生活！美國工程師自製「機械義肢」

Posted By PeiHsuan Lai on 4 月 22, 2021 in 特寫 | 2 comments

文章導覽

作者：賴佩萱

試著思考，雙手對你來說有多重要？

你用手拿碗和筷子吃飯、洗澡、上廁所、打字工作，生活中的大小事，幾乎都需要雙手的協助才能完成。如果有一天，失去了手指或手臂，沒了手的生活，該怎麼辦？

美國一名機械工程師，因為一場意外被迫截斷手指，在他以為人生可能就這樣結束之際，他開始研究、設計、製造義肢，為他的生命開啟了另一扇窗。

Ian Davis為自己打造多變的機械義肢（影片連結）

沒了手指，自己做義肢

四年前，機械工程師 Ian Davis 被診斷罹患多發性骨髓癌，這是一種會逐漸導致骨骼萎縮的疾病，而屋漏偏逢連夜雨，2019 年，Davis 在自己的工作室工作時，發生一場意外，醫生在多方考量下，決定將他左手除了拇指外的四根手指都鋸掉，從此 Davis 的生活只剩下完好的右手可使用。

Davis 身為機械工程師，本身經營工作室，拿工具研發做東做西、為客人解決問題本來就是他的興趣與天賦所在，但發生這些事讓他感嘆：「身為一名 Maker，癌症和意外對我來說根本就是晴天大霹靂，我原本想我的工作和人生可能要開天窗了」。

但 Davis 沒有選擇放棄，躺在病床上的他除了練習用右手寫字（Davis 是左撇子），也開始思考如何運用他的技能做出一些改變，因此他請家人帶一台 3D 列印機到醫院給他，即使身處醫院，但他卻已開始對義肢進行研究與原型製作。

Maker 魂大爆發！他一個接一個做，越做越上癮

Davis 研究的第一批設備是一個安裝架，這個安裝架可以讓使用者將好幾個小型的手動工具固定在手掌上，只要轉動一下鎖環，就能切換工具。

接著 Davis 也做了其他實驗，像是利用 Arduino 板控制的義肢，做著做著他發現，電力驅動的裝置速度很慢，需要整整 1 秒的時間才可以讓手掌從張開回到閉合，對於肌腱的指令反應非常不靈敏，而更令他感到沮喪的是「電池的壽命」，如果每天一而再再而三地使用，電力終將無預知地耗盡。

在探索各種不同的設計後，Davis 發現，機械驅動的設備最能提供使用者良好的使用效果，而且也不用擔心電池沒電或受潮，因此 Davis 開發的第一個機械義肢，手指部分是由硬質樹脂印製成的，動力則是由手腕和手掌之間的運動提供，捲曲手時會閉合手指，內收手時會使手指返回原本打開的位置。

後續 Davis 還做了幾個成功的機械手指，如《152 Blue》，這個設計採用了一個旋轉輪芯，用以轉換＃15 鏈的線性運動來旋轉最接近的一端，同時將第二個鏈條連接到最近端的末端，讓手指的內側能捲曲，而橡皮筋主要用來將手指拉伸到張開手掌的位置。

（圖片來源：Forge Prosthetic Devices）

另外還有像是《155 Mechanical》，這是 Davis 第一個成功的金屬義肢。Davis 個人對於這個作品感到相當滿意，也是他近年每天都使用的設備；不過因為日積月累的使用，有些微磨損，他需要定期更換一些連桿，目前 Davis 希望可以持續改良這隻義肢，方向大約會是用矽膠摩擦墊來增加摩擦係數，同時改變連桿機構的幾何形狀，來增加抓地力。