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英国ブリストルを拠点とするOpen Bionicsは、Hero Armの開発者です。Hero Armは、肘下を切断した人のための高度で軽量な3Dプリントされたバイオニック義足です。ヒーローアームは従来のバイオニックプロテーゼよりも5倍安価で、困っている人がこのテクノロジーを利用しやすくなります。R & D の初期の頃、製品開発チームはアニメーションやビデオゲームに適した 3D モデリングツールである Blender を使用していました。生産に近づくにつれ、このスタートアップ企業は、機械、電気、ファームウェアのエンジニアリングチーム間のより良いコラボレーションを促進できるプロ仕様のCADプログラムへの切り替えを検討していました。
結果
- Onshape コンフィギュレーションは、右利き用と左利き用の複数のサイズで提供されている義手首と手の設計時間を 75% 以上短縮します。
- ブランチングツールとマージツールにより、エンジニアリングチームはより多くの代替設計アイデアや3Dプリントプロトタイプを迅速に検討し、バイオニックアームユーザーからのフィードバックを迅速に得ることができます。
- Onshapeのリアルタイム同時編集は、ハードウェア、電気、ファームウェアのエンジニア間のコミュニケーションを促進します。
- クラウドネイティブのOnshapeにより、Open Bionicsは高性能ワークステーションを購入しなくてもCADとPDM (製品データ管理）を実行できます。
Onshapeの素晴らしいところは、経営陣が製品ロードマップの進捗状況を確認できることです。そのため、編集中の3Dモデルをライブで確認したり、提案をしたり、R & Dを使って現在の状況について非常に良い洞察を得たりすることができます。」
Open Bionicsエンジニアリングチームにとって、心理学は機械設計と同じくらい重要な製品開発ツールになり得ます。
イギリスのブリストルを拠点とするOpen Bionicsは、「ヒーローアーム」を開発しました。これは、軽量で3Dプリントされたマルチグリップハンドを備えた高度なロボットリムです。おそらく、人生を変えるようなテクノロジーよりもすぐに目立つのは、デバイスの明るく装飾的な外側のシェルでしょう。義足には明るくカラフルなマグネットカバーが付いており、交換可能なメガネフレームのように外れます。ユーザーは、50を超えるデザイン、色、テクスチャを使用して、自分の服、「個性、気分」をロボットアームに合わせることができます。または、「アナと雪の女王」のアイアンマン、R2D2、エルザなどのマーベル、スターウォーズ、ディズニーのライセンスキャラクターを選択できます。
同社のスローガンの1つは「障害を超能力に変える」です。
「一世代前、私たちは社会として、適合性を本当に大切にしていました。誰もが同じように見えたかった。だからこそ、人間に溶け込もうとする義手をたくさん見かけました」と、Open Bionicsの共同創設者で最高執行責任者のサマンサ・ペインは言います。「しかし、エンジニアとしては、見栄えを良くすることができませんでした。ですから、時が経つにつれ、私たちが個人主義と自己表現を称え始めたのは本当に素晴らしいことです。そして、それこそまさにヒーローアームがユーザーにできることです。」
「この洞察はユーザーワークショップから得られました。そのため、ユーザーは身に着けることで力を与えてくれるデバイスを本当に身に着けたいと思っていました」と彼女は付け加えます。「そして、私たちはその面で先駆者であることを本当に誇りに思っています。」
ファッションはさておき、Open Bionicsの創設目標の1つは、バイオニックアームの価格を大幅に引き下げて、パブリックが利用しやすくすることでした。Payneによると、ハイエンドデバイスを購入できるのは成人の切断者人口の1％未満であり、モデルによっては最大100,000ドルかかる可能性があります。Open Bionicsの3Dプリントされた腕は、従来のロボット義肢よりも5倍安いと同社は述べています。
すべてのヒーローアームはユーザーに合わせてカスタムフィットし、手首と手には複数のサイズがあります。8歳未満のお子様も対象となります。このデバイスは筋電センサーを使用しており、上腕の特定の筋肉グループから発生する基礎となる筋肉の収縮を検出します。その後、身体の電気信号が増幅され、直感的で比例したバイオニックハンドの動きに変換されます。
英バッキンガムシャー州のヒーローアームユーザーであるキム・スミスは、2018年に敗血症にかかり、命を救うために四肢すべてを切断する必要があったときに失った自立を取り戻すのに役立った3Dプリント義肢の功績を認めています。「私にできることは本当に素晴らしいです」と彼女は言います。「自分の髪と歯を磨くことができます。フォークを使って食事をしたり、電動車いすのボタンを操作したりできます。孫のオリバーをこぶしにぶつけることもできるよ。」
Open Bionicsの研究開発マネージャーであるジョナサン・レインズ氏は、ヒーローアームのユーザーと交流し、彼のエンジニアリング業務が人々の生活に直接影響するのを見るのは非常に嬉しいことだと言います。これは、キャリアの早い段階でジェットエンジンを設計していたときには経験したことのない感覚です。
「私のお気に入りの思い出の1つは、アンバサダーの一人に最初の腕を装着していて、たまたま机の上にストレスボールがあったときです。彼女はただそれを投げて捕まえた。ロボットの手でそれをつかんだことに気付いたときの彼女の顔のショックの表情は素晴らしかった、と " 彼は回想する。
クラウドネイティブなコラボレーションツールが設計を加速
2015年にOpen Bionicsに入社した最初のメカニカルエンジニアであるRainesは、当初、アニメーションやビデオゲームに適した3DモデリングツールであるBlenderを製品設計に使用していました。2 年後、製品開発チームの規模が大きくなるにつれ、このスタートアップ企業はプロ仕様の CAD プログラムへの切り替えを模索していました。
Rainesは、当初Onshapeに惹かれたのは、CADと組み込みの製品データ管理を組み合わせたクラウドネイティブプラットフォームで、予算が限られているスタートアップ企業にとって手頃な価格だったからだと回想します。Onshapeの年間サブスクリプションには、追加費用なしの定期的なソフトウェアアップグレードが含まれており、競合ベンダーの年間保守料金（CADの購入に加えて）よりも低かったです。
しかし、さらに重要なのは、OnshapeのリアルタイムCADコラボレーションツールが、同社の機械、電気、ファームウェアのエンジニア間のコミュニケーションをより合理化できることがすぐに明らかになったことです。
「Blenderがあった頃は、5人のスタッフがさまざまな作業に取り組んでいました」とレインズは回想します。「そして、別のファイルで作業している限り問題ありませんでした。あるファイルには指、別のファイルには手のひら、親指は別のファイルにあります。あんなふうに仕事を分けてくれたら、良かったです。しかし、二人で手のひらを動かす必要があるとしたら、それは大惨事でした。つまり、基本的に、2人とも自分の作業を行い、誰かが保存し、もう1人が座ってすべての作業を同じファイルにコピーする必要がありました。」
Onshape の同時編集機能を使用すると、チームの 1 人のメンバーがデザインを変更するたびに、チームの他のメンバーもすぐにその変更を確認できます。総合編集履歴により、誰がいつどの変更を加えたかを追跡できるため、チームは必要に応じていつでも設計の初期段階に戻ることができます。
Payneによると、Onshapeのマルチユーザー環境では、予定されている正式な設計レビューを待たなくても、社内の利害関係者が24時間365日プロジェクトを可視化できます。
「Onshapeの素晴らしいところは、経営陣が製品ロードマップの進捗状況を確認できることです」と彼女は言います。「R & D を使えば、編集中の3Dモデルをライブで確認したり、提案したり、現在の状況について非常に良い洞察を得たりすることができます。」
ペイン氏は、これらの同じコラボレーションツールが、英国のR & Dチームや製造チームが最新のバイオニックアームデザインを現地の臨床チームやコロラド州デンバーの米国クリニックと共有するのに最適だと付け加えています。
Onshapeコンフィギュレーションにより設計時間を大幅に短縮
ヒーローアームには2種類の手首サイズと3種類の手のサイズがあり、8歳以上のほとんどの子供とほとんどの大人にフィットします。Onshapeのコンフィグレーションツールを使用すると、チームは測定結果をプラグインして、さまざまなサイズや右利き用と左利き用のハンドデザインを自動化できます。
Rainesによると、Onshapeはヒーローアームのバリエーションのデザイン時間を、チームが以前必要としていた新しいハンドサイズをゼロから作る必要があったのに比べて 75% 以上短縮されたという。
「コンフィギュレーションは大きな命の恩人です」と彼は言います。「以前は、それぞれ別のファイルを用意する必要がありました。変更を加えるたびに、さらに 5 回作成する必要がありました。つまり、時間を大幅に節約できるのです。」
さらに、Rainesは、Onshapeのブランチとマージ機能により、チームが元のモデルに影響を与えるリスクなしに、代替デザインのアイデアを恐れずに探求できるようになったと評価しています。エンジニアは、コア設計から独自の「分岐」を試し、後で複数の設計から最適な要素をマージできます。これにより、必要に応じてすぐに前の段階に戻ることができるという保証が得られます。
「私たちはたくさんのコンセプトを生成してプリントアウトし、それをユーザーに見せたり、義肢装具師に見せたり、『これの何がいいの？』と尋ねたりするのが好きです。何が悪い？'そして、そのフィードバックをもとに、いくつかの調整を行います」と彼は言います。
「Onshapeでは、デザインブランチを簡単に切り替えて、違いを確認することができます」とRaines氏は付け加えます。「ご覧のとおり、これはコンセプト1、これはコンセプト2、これはコンセプト3です。また、他の人の作業を台無しにすることを心配せずに変更を加えることができます。」
高度なロボット義肢を大衆にもたらす
2023年現在、450を超えるヒーローアームがオーストラリア、フランス、アイルランド、オランダ、ニュージーランド、米国、英国のユーザーとマッチングされています。Open Bionicsは、187万ドル（157万ポンド）のクラウドファンディングキャンペーンを成功裏に完了し、今後1年間でヒーローアームを新たに10か国で発売する予定です。
「このキャンペーンは、私たちがすでにやっていることをさらに加速させるだけでなく、R & Dロードマップの将来に向けた取り組みを始めるためのものでもありました」とペインは言い、同社は現在上肢プロテーゼにこだわっているが、将来的には他のバイオニックアプリケーションも検討する予定だと説明しました。
Open Bionicsがヒーローアームの新しい市場を開拓するにつれ、Onshapeが会社の目標達成を支援する上で重要なロールを果たすことを期待しているとペインは付け加えます。
「私たちは人々の生活を変えることを目指しています。つまり、誰もが私たちの製品にアクセスできるようにするには、新しいテクノロジー、新しいサービス、新しいイノベーションに常に焦点を合わせなければなりません」と彼女は言います。「Open Bionicsは、人体を強化する製品を開発するために存在しています。Onshapeは、3Dプリントされるすべての標準部品を設計するための最適なプラットフォームとして、R & Dにおいて不可欠な役割を果たしていると考えています。」