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Digital Twin consente una rivoluzione nel campo delle protesi

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Easton LaChappelle fotografato qui da adolescente con uno dei suoi primi bracci robotici. Oggi, a 26 anni, è CEO e fondatore di Unlimited Tomorrow, produttore del braccio protesico TrueLimb.

Tenere in mano una tazza con sicurezza e facilità: per gli amputati che usano protesi tradizionali, è un compito difficile. Non così per le persone che hanno un braccio bionico TrueLimb di Unlimited Tomorrow. Elementi del Siemens Xcelerator portafoglio come NX e il Digital Twin aiutano gli ingegneri dell'azienda a creare protesi convenienti e di alta qualità che consentono agli utenti di tenere in mano coppe e molto altro.

Easton LaChappelle ha iniziato la sua carriera di inventore da adolescente armeggiatore, che alla fine ha realizzato un braccio robotico con oggetti in giro per casa. La direzione del suo lavoro è arrivata quando ha incontrato una ragazza a una fiera della scienza che aveva un braccio protesico convenzionale, che può facilmente costare circa 80.000 dollari, pesare circa 4 libbre e richiedere fino a un anno per la fabbricazione. Ora ventiseienne, LaChappelle è CEO e fondatore di Unlimited Tomorrow. Con sede a Rhinebeck, New York, la missione della startup è realizzare protesi convenienti, leggere e di alta qualità per bambini e adulti. Unlimited Tomorrow porta a termine il lavoro con il software in Siemens Xcelerator portafoglio, come la soluzione software CAD/CAM/CAE NX.

Personalizzazione con un potente software

Il modello di business di Unlimited Tomorrow si concentra sull'assistenza a distanza, il che significa che una protesi può essere ordinata comodamente da casa propria. Il processo inizia con una scansione 3D: Unlimited Tomorrow invia ai suoi clienti un'app di scansione che può essere installata su un dispositivo mobile. Un familiare o un amico scansiona quindi l'arto residuo della persona. Durante il processo di ordinazione, la persona seleziona anche il colore della protesi in modo che si fonda bene; sono disponibili 450 tonalità di pelle.

Le immagini della scansione vengono quindi inviate all'azienda e gli ingegneri le inseriscono NX Product Template Studio. Può così iniziare la parte più difficile del processo di creazione della protesi: la progettazione e la produzione di un socket personalizzato. «L'orbita è la parte che si adatta all'arto della persona», chiarisce LaChappelle. «NX Product Template Studio è perfetto per mettere a punto tutte le piccole variabili per garantire un adattamento adeguato». Molto importante qui è garantire il comfort generale e decidere dove posizionare i sensori proprietari che consentano a chi lo indossa di fare movimenti della mano, come quelli necessari per tenere in mano una tazza. Questa funzione distingue le protesi di Unlimited Tomorrow dai tradizionali apparati a forma di artiglio.

Migliori risultati di stampa 3D

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Uno screenshot di NX Product Template Studio: Il software semplifica la progettazione di prese comode da indossare e garantisce un elevato livello di controllo.

Le protesi virtuali vengono quindi portate in forma fisica su una stampante 3D a colori HP Jet Fusion 580. Produzione additiva NX è parte integrante qui perché è strettamente collegato alle stampanti HP. «NX offre un output molto più fluido con l'HP 580", afferma Matt Landolfa, Lead Mechanical Design Engineer presso Unlimited Tomorrow. «Con il nostro vecchio software poteva vedere le sfaccettature della stampa 3D; non con NX. La sua geometria precisa offre una finitura molto più realistica». Il software contribuisce direttamente alla superficie naturale ed esteticamente gradevole di TrueLimb. LaChappelle e il suo team sono comprensibilmente orgogliosi delle protesi che producono. Fino ad ora, l'attenzione si è concentrata sugli arti superiori e le loro innovazioni hanno rivoluzionato il mercato delle protesi del braccio, non da ultimo con un prezzo di 8.000 dollari, un peso di poco più di mezzo chilo e un tempo di consegna di poche settimane. È ben diverso dai dispositivi convenzionali pesanti ed estremamente costosi con lunghi tempi di produzione.

Fase successiva: espandere la produzione

Le persone di Unlimited Tomorrow non riposano sugli allori. Hanno intenzione di ampliare drasticamente la loro offerta per includere le protesi per gli arti inferiori. In questo modo saranno in grado di raggiungere ancora più degli oltre 50 milioni di amputati stimati in tutto il mondo, di cui solo il 5 percento ha accesso ai dispositivi. Un ulteriore obiettivo è offrire sistemi esoscheletrici. Per la crescita prevista per il futuro, Unlimited Tomorrow sta esplorando ulteriori elementi del portafoglio NX.

Uno è Teamcenter gestire i processi di progettazione e produzione. Per scalare le applicazioni additive, gli esperti Siemens dell'Additive Manufacturing Experience Center (AMEC) di Erlangen applicano la catena di processo olistica end-to-end di Siemens per molteplici modalità di produzione additiva industriale (AM). Usano anche, tra le altre macchine, una macchina Multi Jet Fusion di HP, utilizzando Tecnomatix Plant Simulation per simulare scenari di produzione e scalare fabbriche AM automatizzate a prova di futuro.

Unlimited Tomorrow sta inoltre esaminando le possibilità di annidamento automatico disponibili con Preparazione di NX Build per popolare in modo efficiente la barra di stampa dell'HP 580. Infine, l'azienda è in trattative con Siemens sull'utilizzo della simulazione degli impianti Tecnomatix per eseguire analisi ipotetiche per pianificare la crescita ed espandere le proprie operazioni.

Con queste e altre soluzioni software di Siemens, Unlimited Tomorrow è in una posizione chiave per portare più protesi nel mondo. La cosa più sorprendente è che tutto questo è iniziato perché un adolescente ha mostrato un talento per armeggiare. Potrebbe essere una lezione per i genitori: se i suoi figli mostrano un talento per la tecnologia, li lasci esplorare!

ottobre 2021

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Domani illimitato

Domani illimitatoè fornire agli amputati un modello scalabile intuitivo per creare dispositivi personalizzati dall'inizio alla fine. L'azienda progetta e produce arti artificiali chiamati TrueLimb®. Easton LaChappelle è CEO e fondatore della startup con sede a Rhinebeck, New York.