З кістками, зв'язками і сухожиллями. 3D-принтер роздрукував точну копію людської руки (відео)

Учені зі Швейцарської вищої технічної школи Цюриха (ETH Zürich) роздрукували на 3D-принтері неймовірно схожу на людську руку, пише IFLScience.

Унікальність створеної руки полягає в тому, що вона складається з кісток, зв'язок і сухожиль — усіх будівельних блоків людського скелета. Ці блоки були створені вченими з різних гнучких полімерів, що саме собою відкриває цілий новий світ потенційного застосування технології.

Річ у тім, що раніше в 3D-друку можна було використовувати тільки пластик, що швидко твердіє. Але вчені з ETH Zürich у співпраці з американським стартапом Inkbit розширили список матеріалів, додавши до нього також пластики, що повільно тверднуть.

Такий прорив дає змогу друкувати об'єкти, що містять кілька матеріалів одночасно, а також комбінувати м'які, еластичні та жорсткі матеріали для отримання складніших форм.

"Ми б не змогли створити цю руку без звичних матеріалів для 3D-друку. Але ми також використовували тіоленові полімери повільного затвердіння. Вони володіють дуже хорошими еластичними властивостями і набагато швидше повертаються до початкового стану після згинання", — говорить перший автор дослідження Томас Бюхнер.

Звичайний 3D-друк працює, створюючи форму шарами. УФ-лампа використовується для затвердіння пластику між кожним шаром, а скребок згладжує нерівності на поверхні перед нанесенням наступного шару. Однак це не працює з пластиками, що повільно тверднуть, тому що вони залишаться занадто липкими та засмітять скребок.

Команда обійшла цю проблему, використовуючи лазери для виконання 3D-сканування кожного шару. За наявності нерівностей машина може виконати повторне калібрування, щоб забезпечити їх врахування під час наступного шару, тож немає потреби щоразу очищати поверхню до гладкості.

"Механізм зворотного зв'язку компенсує ці порушення під час друку наступного шару, обчислюючи всі необхідні коригування кількості матеріалу, що друкується, в реальному часі та з високою точністю", — пояснив співавтор дослідження професор Войцех Матусік з Массачусетського технологічного інституту, де базується Inkbit.

Команда планує довести нову техніку 3D-друку до досконалості та продовжити її застосування на практиці.

"Роботи, створені з м'яких матеріалів, як-от розроблена нами рука, мають низку переваг перед звичайними роботами, зробленими з металу. Оскільки роботи виходять більш м'якими, знижуються ризики травм, коли вони працюють з людьми та крихкими об'єктами. Наша швидка й універсальна технологія виробництва створить нові можливості для наукових досліджень, експериментального проєктування, складного прототипування та промислових інновацій", — підсумував старший автор професор Роберт Кацшманн.

Нагадаємо, вчені створили неймовірно мобільний і легко керований протез руки. Новий протез приєднується до тіла унікальним методом і здатний повторювати до 80% природних рухів кінцівки, а також мінімізувати болісні фантомні болі.