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我们熟悉它们的简单版本，由野心勃勃的海洋舰长穿着，他们有着阴暗的意图。无论是用铁钩钩住的胡克，还是用木腿钩住的亚哈或高个子约翰·西尔弗——文学作品一再使用假肢作为一种手段，为身体和心灵受损的人物的外表增添一种高度可见的神秘或怪诞的象征。这可能是为什么人工替换自然肢体仍然对人有疏远作用的一个原因。然而，几个世纪以来，医学和假肢一直在努力开发功能尽可能完美的手臂、腿或手的替代品。如今，数字化制造带来的新程序让医生和治疗师有理由希望他们的技术能够得到完善。特别是，3d打印开辟了令人惊讶的选择——从改进的方法到可怕的未来乌托邦。替换和完善自古以来，研究人员和开发人员的动机就是想弥补一些损失，或者使用技术设备来改进现有的功能。如今，由微处理器驱动的假肢可以进行一系列复杂的运动，即使暂时恢复知觉和感觉仍是未来的愿景。尽管科学家们对完美的生物力学人的设想一再引起轰动，但依赖假肢的人的现实生活往往是相当清醒的。生物电子电子工程师David Sengeh在TED大会上发表了题为“假肢的疼痛问题”的演讲(可以在www.ted.com上观看)，他报告了他的祖国塞拉利昂的情况，在那里十年内战的影响仍然可以感受到。许多人在战斗中失去了一只胳膊或一条腿，或者被截肢作为惩罚——受害者人数估计在2万左右。Sengeh观察到，即使是那些买得起义肢的人也经常不戴义肢。这通常与假肢轴的插座有关。如果它不能准确地安装在剩下的树桩上，就会产生压力，造成伤口和疼痛。这就限制了佩戴者的活动能力，病人也就不再佩戴假肢了。由于每个树桩的形状不同，其四肢的插座主要采用铸件制作，生产厂家遵循既定的“装配指南”。这包括体重，残肢长度和现有的剩余肌肉被用来计算平均值，然后用于制造假肢插座。然而，在实践中，这种方法并不理想，因为指导值只适用于2%到3%的所有患者。另一种选择是定制合身的衣服，非常昂贵，而且很少有受害者买得起。得益于基于数字制造的3d打印新生产技术，量身定做的产品有望帮助解决这一问题。在3d打印方面，David Sengeh发现了一种帮助截肢者获得特制假肢的廉价方法。利用磁共振成像(MRI)，可以准确地记录残肢的解剖情况。随后，采用有限元建模(FEM，一种模拟实体的计算方法)创建数字蓝图，作为假肢的基础。有了这些数据，3d打印机现在可以打印出一个单独形成的插座，这个插座被**地修改成单个树桩的性质，只通过需要压力的加固墙对那些地方施加压力。所使用的材料是一种热塑性生物合成材料，通过熔融沉积模型制成预计算的形状。David Sengeh和麻省理工学院生物机电学教授Hugh Herr**近开始在麻省理工学院媒体实验室测试这种假肢。结果非常有希望，并得到了患者的积极反馈。同时也是麻省理工学院的研究员，建筑师和设计师Neri Oxman正在研究数字化制造对建筑和产品设计的影响。例如，她发明了“腕部皮肤”，这是一种3d打印手套，完全适应病人的解剖结构，提供不同厚度的材料，只在需要的地方施加压力。它用于患有腕管综合症的患者，腕管综合症患者的腕部神经受到挤压。手套在美学上也令人印象深刻——奥克斯曼经常从生物结构中获得灵感。3d打印技术在假肢领域有着非常好的应用前景，并将造福于患者。这不仅适用于外部佩戴的假肢，也适用于植入物。例如，在华盛顿州立大学(Washington State University)，人们正在进行研究工作，寻找合适的骨骼替代品，这在牙科医学和骨质疏松症治疗中尤其需要。使用3d打印机，植入物由硅、锌、钙和磷酸盐打印而成，然后作为新骨骼生长的结构。外骨骼促进愈合那些从事骨科研究的人也认识到3d打印的优势。特拉华州威尔明顿市阿尔弗莱德·杜邦儿童医院的研究中心的科学家们并不满足于仅仅研发出四肢的替代品，而是致力于为整个身体创造新的外骨骼。这些对治疗脊髓损伤、肌肉萎缩或多发性硬化症的儿童尤为重要。“威尔明顿机器人外骨骼”是用来支持病人的手臂、腿和躯干进行运动。在实践中，一件可能听起来充满未来感、令人恐惧的东西被证明是一件支撑套装，由3d打印元素、橡皮筋和金属夹子组成。它既可以像夹克一样扣在病人身上，也可以安装在轮椅上。与常规做法不同的是，这种插座不是由金属制成的，而是由ABS塑料制成的，这给了它们两个决定性的优势:它们更轻，可以根据数字数据单独制成3d打印元件。定制的部件更好地支持患者的精细运动技能;肌肉疲劳的迹象也较少。由于这种材料制成的外骨骼很轻，它们已经可以植入儿童体内。由于更大的行动自由，他们可以更好地进行身体和认知上的互动，从而获得少量的自由。此外，3d打印的外骨骼比类似的金属模型制作成本更低，这对儿童来说是一个特殊的优势。由于它们还在生长，它们的外骨骼需要经常更换。此外，HAL的人机3d打印可以帮助在康复措施领域果断推动量身定制的发展，更**地在康复机器人领域。在美国和日本，有瘫痪迹象的病人的外骨骼正在进行临床研究。日本筑波大学(Tsukuba University)与Cyberdyne Inc.公司合作，研发出了**套机器人套装，并冠以“混合辅助肢体”(Hybrid Assistive Limb, HAL)的假名——就像斯坦利•库布里克(Stanley Kubrik)的电影《2001太空漫游》(2001:A Space Odyssey)中的超级计算机。它是一个全身的外骨骼，它的四肢由特殊的电动机驱动。在“哈尔5”的支持下，一个人举起的重量是他自然体力的五倍。只不过是科幻小说?不客气。**批实验开始于2012年，在日本医院进行，可能会持续到2015年。作为一项研究项目的一部分，这种机器人套装已经在德国波洪市的“贝格曼希尔”大学临床应用。科学家们希望找到新的治疗方法，例如刺激脊髓损伤患者的认知活动。如果事情证明是成功的，外骨骼系统还可以减少治疗师或护士的数量，当运送病人或将他们转移到新的床上。这里也采用了使用3d打印机的数字制造方法。为了获得**的运动自由度，插座元件必须尽可能轻，并定制。在医学领域，增强人体外骨骼模型主要是为了稳定生病和虚弱的人的身体。然而，军事研究人员也在试验这种高度复杂的技术支持。在这种情况下，这个想法是为了弥补完全不同的缺陷，提高健康个体的表现，从而使他们在战斗中具有优势——这就提出了负责任地使用数字技术的问题。DARPA是美国国防部负责高科技研究的机构，目前正在开展这方面的研究项目。这种“系外装”的设计目的是帮助士兵携带重物，使他们在战斗中拥有更强的力量。据称，发展面临的**问题是在很长一段时间内保持足够的能源供应。换句话说，不仅在医学领域，人类模型也在不断改进。
一种改进的士兵，由于美国陆军的装甲外骨骼。照片©Daren Reehl
医用手套“腕部皮肤”，由Neri Oxman设计。
Photo©Neri Oxman .
Cyberdine公司开发的外骨骼混合辅助肢体，在日本130家机构进行测试，直到2015年。
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3月17-21日，2021深圳时尚家居设计周暨36届深圳国际家具设计展在深圳国际会展中心盛大启幕。14个馆、28万㎡、8大主题展，全场电瓶车穿行逛展，满场都是美景。潮流家具、当代软装、设计空间、创意材料。找产品、看趋势、听论坛、见未来。值得逛5天的设计周，第1天就被美翻了。
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Setter建筑事务所设计了Facebook以色列办公室，位于特拉维夫罗斯柴尔德大道的高层建筑分布在四层楼，与公司的价值观同步，空间为员工服务。因此，设计在某些方面是功能性的、有机的、自然的、真实的甚至是简约的。
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