maxon Story

價格平易近人的義肢造福截肢病患

Unlimited Tomorrow 公司的 Easton LaChappelle 在開始研究製作他的第一個手部義肢時，還是個青少年。六年後，他的產品已從早期的原型蛻變為精準細緻的傑作。他的目標是開發能夠以極低成本製造的機器人義肢。當然，合適的 DC 馬達和減速機是他的設計成功關鍵。

截肢病患和天生缺少特定肢體的身障人士缺乏價格合理且能長期可靠使用的機器人義肢選擇。除了身障人士因其差異而經常遭受異樣的眼光之外，處於同樣情形的兒童也必須面對他們與其他小孩不一樣的事實：他們不能做其他小孩能做的事、看起來和其他人不一樣，甚至還可能受到同儕嘲笑——有時候可能導致毀滅性的結果。

典型的兒童和成人用義肢設備價格可介於 30,000 至 100,000 美元之間。由於兒童仍處於成長過程，因此這樣的價格遠遠超出許多家庭的能力範圍。相較之下，Unlimited Tomorrow 計劃稍後在今年推出他們的先進手部義肢，價格大約為 10,000 美元。該公司的目標是讓人們能夠買得起他們的技術，並且易於獲得；他們已經引進了突破性的新興技術以達到這個目標。例如，他們的機械手和臂部義肢結構是採用一種名為多噴頭熔融（MJF）的 3D 列印技術製成，可以配合膚色，甚至是依個人不同製作出任何可能存在的變化，例如雀斑或是胎記。指甲具有磁性，而且可以採用各式各樣的方法上色或裝飾。這對兒童尤其重要，因為他們很重視與他們的朋友或兄弟姐妹有一樣的外表，而且能夠以同樣的方式生活。在替特定人員製作專屬的插接頭和設備時，會以掃描或其他方式測量另一側的四肢，因此不用大量嘗試或出錯就能夠完美配合其使用者。

「我們當時必須找到的電動馬達和減速機不僅要精準和可重複，還必須比我們當時所使用的產品更可靠。」

外觀當然只是其中的一部分。要克服日常生活中的和種挑戰，功能性和實用性才是機器人義肢的關鍵。LaChappelle 開始使用大規模技術來解決他設計中的問題，並且在推出現在正在生產的產品之前數年就證明了他的理論。

如果您能夠想像突然無法使用其中一隻手，那麼您也就能想像一名截肢病患或天生缺少特定肢體的人士必須日復一日經歷的困難。一旦義肢融入了一個人的生活，在發生故障時就會引起很大的困擾。這表示使用壽命長和可靠性極為重要。這就是該公司在打造早期設計時遇到的困難。他們選擇的馬達和減速機運作良好，但因為每天使用所造成的負荷——尤其是兒童快速多變的動作——元件經常在使用數個月之後就發生故障。

根據 LaChappelle 的說法：「我們當時必須找到的電動馬達和減速機不僅要精準和可重複，還必須比我們當時所使用的產品更可靠。」在研究了各種可能性之後，他們決定採用兩顆由 maxon（美國麻州湯頓鎮）設計與製作的 DC 馬達。「我們不僅獲得了更優質的馬達，而且透過同樣尺寸的套件大幅提升了轉速和轉矩。」

maxon DC 馬達體積小，易於裝入兒童用機械手，這也是測試佔用空間時的重點。「這也讓我們能夠在兒童義肢和成人義肢中使用同樣的馬達，因而減少了我們手上必須現有的元件數量」，LaChappelle 說。

這些馬達連同所有電子裝置都被包覆在機械手的手掌內部。這些同時具有更高功率密度、更高轉速和轉矩的馬達使用了特殊觸覺感應器作為反饋裝置，讓使用者能夠更精確地控制機械手的抓取動作。

用於機械手的 maxon 產品是 DCX 12S 系列馬達和 GPX 12HP 系列減速機。有刷 DC 馬達可使用電池運作多天——電池則使用無線充電設備來進行充電。馬達運行轉速可超過 9000 rpm，工作電壓在 3V 至 12V 之間，可提供 1.6W 功率輸出。最大連續轉矩輸出約為 1.9 mNm。馬達採用稀有金屬和滾珠承軸，以實現平穩順暢的運轉。行星式減速機 GPX 12HP 可視應用的特性提供廣泛的減速比，而且運行噪音低。

該公司開發了一款獨一無二的肌肉感測器，讓系統能精準地控制運動系統。利用人工智慧演算法處理肌肉數據，以解讀使用者的意圖，然後將這個資訊轉譯成手部動作。觸感反饋功能整合在設備內部，讓使用者能夠察覺到觸碰，創造出與真實人體一樣的反饋循環。

Charis

16 歲的 Charis 熱愛編織、彈鋼琴、照顧小孩，以及和家人一起出去玩。她當時放棄了她那笨重的肌電手臂，因此從很小的時候開始就不使用義肢。然而，由於缺少一隻手臂，使得她的身體為了要平衡失去的手臂長度，因而養成了一些不利健康的習性，造成肩膀疼痛的病症。有了她的 TrueLimb 之後，她準備好體驗一個對稱軀體所帶來的益處，並且做那些其他人認為理所當然的事情，像是替自己綁馬尾。

Natasha

Natasha 是個永遠笑瞇瞇的九歲女孩，好動且喜歡玩遊戲。她的右手肘以下天生有缺陷，但她已放棄使用傳統的義肢，因為它們過於沉重且佩戴保護帶相當不適。然而，隨著她演奏小提琴和學習忍者武士體操這些新目標逐漸成形，她找到了 TrueLimb 的高級功能，幫助她實現夢想。

Unlimited Tomorrow:

Unlimited Tomorrow 最主要的目的是幫助兒童。他們不僅注重美感，也會聽取使用者的建議，不斷改善義肢的功能，例如將馬達安裝在手掌內而不是臂部，以提供更好的腕部運動，進而提高使用者的接受度。由於每套設備都是採用高解析度數位掃描技術製成，因此比標準義肢更合身。這些機器人義肢最棒的不只是它們的顏色、運行性能或是耐久的使用壽命，而是為孩子們和年輕使用者臉上帶來笑容。