斷了手指還是要生活!美國工程師自製「機械義肢」

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。

(圖片來源:Forge Prosthetic Devices

助他人重建義肢,拾回生活信心

Davis 將他製作義肢的過程拍攝成影片並上傳到他的同名 Ian Davis YouTube 頻道,他沒有放棄人生、動手解決問題的 Maker 精神感動許多人。

Davis 表示,自己很常收到網友的訊息,大多是「我經歷與你相似的截肢手術」、「我缺了幾隻手指」等,希望 Davis 能幫助他們重建失去的手。

雖然對於人們的遭遇很能感同身受,但事實是,製作這些義肢設備需花費大量的時間與材料;舉例來說,他平日使用的起子從發想、設計到製造,就花他超過 600 個小時(相當於 25 天)。

因此針對有打造義肢需求的朋友,Davis 會幫忙將你的義肢故事放上他在群眾募資網站 Patreon 上的頁面,讓全球各地人可以贊助你,同時他希望這些朋友可以透過看他的影片,動手自己做看看;而如果想要 Davis 直接幫你做(當然要花錢),他也會為你量身打造、確保你戴得舒服沒有副作用。

參考資料

Forge Prosthetic Devices》、《Ian Davisʻ YouTube頻道

賴佩萱

Author: 賴佩萱

一個純粹覺得英文很美而選擇念英文系的女子,認為語言是開啟世界另一扇窗的鑰匙。喜歡用文字記錄生活、書寫故事,期望能透過細膩的觀察與有溫度的筆觸,傳達Maker充滿熱忱的精神。

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