UPC 研究团队使用3D打印设计可定制的经桡动脉假体，帮助改善残疾人生活质量

2022年10月4日，南极熊获悉，来自UPC巴塞罗那工业工程学院（ETSEIB）的Arm2u生物医学工程团队，利用3D打印技术设计并制造了一个可定制的经桡骨假体，可对用户的神经冲动做出响应。

来自加泰罗尼亚理工大学（UPC）巴塞罗那工业工程学院（ETSEIB）的15名本科生和硕士生有着一个共同的目标：利用辅助技术改善残疾人的生活质量。有关该项目的具体研究内容是年轻的生物医学工程团队Arm2u正在开发一种经桡骨的假体，它可以替代肘部以下缺失的手臂，具有肌电控制功能，即由肌肉收缩产生的自然电信号控制。

△3D 打印的经桡动脉肌电假体的细节

在去年创造了第一个假体之后，Arm2u团队又向前迈进了一步，创造了第二个原型，一个功能齐全的机器人手臂，能够实现手的前倾（前臂旋转）和打开/关闭动作。它以EMG传感器为基础，收集病人肌肉收缩的指令，并将这些电脉冲转化为微控制器可以理解和使用的信号。

这套假体是用PLA塑料3D打印的，因此可以低成本生产，团队负责人之一Lluís Bonet Ortuño解释道："在开发假体时，我们的主要目标之一是用可负担得起的技术制作一个原型，这样它就可以在没有高成本的情况下不断生产和修改。利用3D打印技术，我们以比市场上类似假体低得多的成本创造了一个假体。"

原型部件

原型完全由Arm2u团队设计，包括四个基本部件，它们以协调的方式工作，以实现移动性：

• 插座，它将设备牢牢地固定在肢体上；
• prono，它存储了大部分电子元件，并容纳了假体的控制和状态信息元素；
• 抓手，一个钳形元件，用于操纵物体；
• 最后是电子部分，它使用ArduinoUno微控制器连接传感器、电机和其他元素，用于控制设备并向用户报告其状态。
  

第二个模型有几项改进，如一个集成的LCD屏幕，它连续报告假体的状态，提供关于电池寿命、指尖力度、内部温度等信息。

此外，新的设计具有更强的适应性，可以根据用户的手臂大小进行调整，而且与以前的型号相比，总重量有所减少，这使它更加舒适。

△调整机械臂

团队合作

Arm2u是一个2018年在巴塞罗那创建的大学团队，总部设在ETSEIB。它是一个由ETSEIB的工业技术工程学士学位、工业工程硕士学位和自动控制与机器人硕士学位的学生组成的多学科小组，对应用于生物技术的机械学和电子学拥有极高的兴趣。

△Arm2u团队，由巴塞罗那工业工程学院 (ETSEIB) 的学生组成

为了推动假肢行业的发展，该团队被组织成三个领域：机械部门，负责开发概念性的CAD模型（包括动力学和静态模拟）选择材料和研究制造系统；电子部门，负责控制假肢中的多个执行器和获取肌电信号；以及管理部门，负责制定商业和财务计划，管理资源和预算，内部管理，沟通和其他。

据同样是团队负责人的Aleix Ricou表示："团队的目标是开发新的假肢，以帮助人们的日常生活，并继续进行生物医学工程的研究。我们希望成为所有想了解这一领域的学生的一个领先的大学团队，我们愿意与任何与我们有同样关注的人合作"。

FME工程专业的学生——Arm2u的策划人

策划人是这项设计和开发假肢项目的一个关键角色，是为其定制原型并在真实环境中测试其功能的人。在Arm2u团队设计的机械臂的案例中，策划者是Kyle Briggs，他是UPC数学和统计学院（FME）统计和运营研究专业的一名美国学生。

△研究假肢的团队成员

Kyle一生中曾使用过几个假肢来进行骑自行车或工作等活动，他承认他很喜欢佩戴ETSEIB团队开发的假肢。5月18日，在瑞士苏黎世举行的Cybathlon挑战赛上，这位学生用Arm2u假肢进行了"比赛"。在这个比赛中，身体残疾的人通过处理日常任务来测试由世界各地的大学和公司的研究团队开发的假肢，如处理和运输物体，并将它们放置在有不同槽位的立方体中的特定位置。

现在，该团队正期待着2024年的Cybathlon，这是主要的活动，由六个测试组成。参加这种类型的体验是非常积极的，因为它加强了团队成员之间的联系。正如学生们所解释的那样："开展一个工程项目并在其他专业人士面前进行国际展示是一种有益的经历，它使我们感到自豪，并让我们有机会亲身体验我们在未来的职业生涯中可能遇到的那种情况。作为一个团队追求一个共同的目标，使我们能够共同面对这一挑战，互相给予力量和支持，并使我们的技能得到补充，以完成团队的任务"。

△Arm2u团队策划者Kyle Briggs 在5月瑞士Cybathlon 挑战赛的一项测试中使用假肢