ロボハンド：安価な3Dプリンターで5歳の男の子の義手を作る

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ビジネスとIT

クリエイターたちは、義肢を購入する余裕のない人々を助けるために、そのデザインをパブリックドメインにしています。

リアムのロボハンドは、ワシントン州ベリンガムのイヴァン・オーウェン氏と南アフリカのリチャード・ヴァン・アス氏の共同作業によって誕生し、MakerBot 3D プリンターで製造されました。

つい最近まで、リアム君の右手には指がありませんでした。南アフリカ出身のこの5歳の少年は、羊膜索症候群という出生前に指が切断される病気を持って生まれました。しかし、11月からリアム君は、地球の反対側に住む二人の男性がオープンソースソフトウェアと3Dプリント技術を用いて設計した一連の義手を使用しています。

ワシントン州ベリンガム在住のイヴァン・オーウェン氏と南アフリカ在住のリチャード・ヴァン・アス氏の2人は、ロボット義手「ロボハンド」の設計図を、3Dプリンターで部品を製造できるデジタルファイルとして、MakerBotのThingiverseサイトに公開した。彼らは、高価な市販の義手（数万ドルもする）を利用できない世界中の人々がこの設計図の恩恵を受けられるよう、意図的にパブリックドメインとした。

完成したロボハンドを手にして3日目のリアム。

このプロジェクトは、オーウェンが2011年のSFコンベンションのために作った機械の手から始まりました。彼は日中は学用品店で働いていますが、自宅で特殊効果の制作も行っています。オーウェンがこの特大の手を披露する動画が話題になり、木工作業中の事故で右手の4本の指のほとんどを失ったヴァン・アスの注目を集めました。ヴァン・アスは、X-Fingerのような義指は1本あたり少なくとも1万ドルかかると聞いていたので、自分の工房で独自の義指を設計しようと試みました。

アイヴァン・オーウェンのオリジナルコスチュームの機械の手。

ヴァン・アスはオーウェンに連絡を取り、二人は遠距離から協力し始め、ブログ「Coming up Shorthanded」でプロジェクトの記録を綴りました。ヴァン・アスはまず、デザイン作業の参考としてオーウェンに自身の手の型取りを送りました。当初、オーウェンはヴァン・アスのプロトタイプを物理的に発送する必要があり、これはコストがかかり、作業の反復作業に数週間もかかる作業でした。

昨年11月、二人は初めて会う準備をしていた。「11月の旅の当初の計画は、リッチのために設計した義肢を完成させ、磨きをかけ、改良することでした」とオーウェンはArsのインタビューで語った。しかし、リアムの母親がオンラインでこのプロジェクトを発見し、ヴァン・アスにメールが届いた。「（リアムの母親の）ヨランディから連絡があったので、私も一緒に滞在している間に、リアムの最初のプロトタイプを作ってみようということになりました。3日半しかなかったので、大変な作業でしたが、同じ場所に同じ時期にいる間に、絶対にやらなければならないと思いました。」

オーウェンが去った時、リアムは最初のプロトタイプの手を完成させていましたが、まだ改良の余地がありました。1月中旬にMakerbotがプロジェクトにReplicator 2プリンター2台（オーウェン用とヴァン・アス用）を寄贈したことで、作業は加速しました。これにより、2人はデザインの反復作業を迅速に進めることができました。「実はつい最近まで、3Dプリンターについてはあまり詳しく知りませんでした」とオーウェンは言います。リッチと私は、機能的な部品の製造にも3Dプリンターがこれほど役立つことに驚いています。おかげで、私たちの作業スピードは驚くほど向上しました。」

リアムは、オーウェンとヴァン・アスが3日半かけて作ったロボハンドのプロトタイプを11月に披露しました。

オーウェンは、3Dプリント部品の設計作業のほとんどを、オープンソースの3Dコンピュータ支援設計モデリングプログラムであるOpenSCADを使って行いました。OpenSCADはインタラクティブなツールではなく、スクリプト言語で設計を作成します。プログラミングの経験を持つオーウェンは、このソフトウェアの使い方を独学で習得し、設計を作成しました。

Robohand用のOpenSCADファイルは2MB未満と比較的小さいため、Owen氏とVan As氏の間でメールで簡単にやり取りできます。「Rich氏と私が同時に起きていた時もありました」とOwen氏は言います。「その時には、私が彼にファイルをメールで送ると、彼はそれを印刷してフィードバックを送ってくれます。そして15分から20分以内に、修正版を送ることができます。おかげで、まるで隣同士で作業しているかのような感覚になりました。納期は2週間から2分に短縮されました。」

今週初め、リアム君はMakerBotで印刷された完成版の手を受け取りました。MakerBotマシンで使用されているPLA樹脂は、日常的に使用できるほど強度が高いとオーウェン氏は言います。「充填率、つまり部品内のプラスチックと空気の比率を制御できることが分かりました」と彼は言います。「つまり、実際に行った実験では、プラスチックを破壊する力は人間の手の力を超えているということです。」これはまた、リアム君が成長したら、デザインを拡大して再印刷できることを意味します。彼が完全に成長したら、この手は金属で製造できるかもしれません。

オーウェン氏によると、このプロジェクトは当初からオープンソース化を目指していたという。「リッチと私は、この機会を得て大変嬉しく思っています」と彼は説明した。「デザインパートナーを見つけただけでなく、商業化されるべきではないもの、つまり「欲しい」ではなく「必要なもの」が商業化されているという事実に、私たちは共通の志を抱いているのです」。2人は、このデザインをローテクで、世界中でより容易に生産・サポートできるため、長期的に機械義肢として開発を続ける計画だ。「もしこのデザインをロボット義肢に活用できる人がいれば、ぜひ一緒に仕事をしたいと思っています」とオーウェン氏は付け加えた。

オーウェン氏はまた、国防総省と退役軍人省と協力して、指や手を失った退役軍人の支援に携わりたいと考えている。「シアトルからそれほど遠くないところに住んでいて、ルイス・マコード統合基地も近くにあります」と彼は語った。「基地内の作業療法士の方々と話をしたいと思っています。もし3Dプリンターを購入する資金があれば、この技術を活用できるでしょう。退役軍人一人ひとりに3Dプリンターを製造するコストは、ロイヤリティを支払う必要がないため、削減できます。」

ショーン・ギャラガーの写真

ショーンは以前、Ars TechnicaのITおよび国家安全保障担当エディターを務めていました。Arsでの9年以上を含む20年以上のテクノロジージャーナリズムのキャリアを経て、サイバーセキュリティの脅威リサーチに転向し、最初はSophos、現在はCiscoのTalos Intelligence Groupでセキュリティリサーチエンジニアとして活躍しています。元海軍士官で、メリーランド州ボルチモア在住。

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