Modelo impreso en 3D de una pista protésica de 500 años en la vida del Renacimiento amputado

Piense en el medio de locos artificiales para pensar en una persona. Es el tema del tacto y el movimiento que debe usarse, uno que se adhiere al cuerpo y se comunica con su mundo de usuarios.

Los artefactos históricos de las prótesis están muy alejadas de este contexto en vivo. Sus usuarios no tienen. Están dañados: se deterioran por el tiempo y los elementos expuestos. Están estacionarios, almacenados en la exhibición o en el museo.

Sin embargo, tales artefactos son fuentes directas raras en la vida de las amadoras históricas. Nos centramos en las herramientas de amputo utilizadas en Europa 16 y 17. Century. En ese momento, se escribieron varios registros desde las perspectivas de la amputación, y aquellos que existen un poco sobre cómo era la vida diaria con prótesis.

La ingeniería ofrece historiadores de nuevas herramientas para examinar la evidencia física. Esto es especialmente importante para el estudio de las manos mecánicas modernas tempranas, un nuevo tipo de tecnología protésica que apareció en el paso del siglo XVI. La mayoría de los artefactos son de origen desconocido. Muchos trabajan solo parcialmente, y otros no. Sus funciones prácticas siguen siendo un misterio.

Pero el diseño de una computadora significa puede ayudar a los estudiantes a reconstruir los mecanismos internos de los artefactos. Es, a su vez, nos ayuda a comprender cómo se movieron los objetos una vez.

Aún más emocionante, 3D Printing Houses permite a los estudiantes crear modelos físicos. En lugar de imaginar cómo tiene éxito la prótesis renacentista, los académicos pueden probar físicamente. Es una forma de investigación que abre nuevas oportunidades para explorar el desarrollo de la tecnología protésica y la experiencia del usuario a través de siglos. Crea un rastro de migajas circulares que nos pueden acercar a nuestras experiencias diarias de amputados premoditivos.

Pero, ¿cómo hace, que reúne dos campos muy diferentes, se ven en acción?

La siguiente es una mirada a nuestra experiencia de cooperación en el equipo de historiadores e ingenieros, contada a través de la historia de una semana. Trabajando juntos, dividimos el modelo de dentadura postiza del siglo XVI que vive y aprendimos una lección sobre personas y tecnología en el proceso.

El historiador se encuentra con un modelo roto

Historia: Día Nublado A finales de marzo, entré en el centro de la Universidad de Alabama Birmingham para enseñar y aprender a Holding y cubierto con un pasaje. El codificado dentro de la caja de espuma era un modelo de impresión 3D en funcionamiento de un brazo protésico de 500 años.

Quince minutos después, se rompió.

Este modelo de dentadura postiza impresa en 3D de 16. El siglo tiene mecanismos de trabajo. Heidi Housse, CC BI-SA

Dos años, mi equipo de historiadores e ingenieros de la Universidad de Auburn no logró convertir la idea – Recreación de mecanismos de artefactos 16. Centurio de Alemania – en realidad. La prótesis de hierro original, Handle Kassel, es una de las 35 de la Europa del Renacimiento conocida hoy.

Como un historiador moderno temprano que estudia estos artefactos, trabajo con un ingeniero de máquinas, Chad ha aumentado, para encontrar nuevas formas de explorarlos. Kassel Hand es nuestro estudio de caso. Nuestro objetivo es aprender más sobre la vida de una persona desconocida que usó este artefacto hace 500 años.

Usando modelos de impresión 3D, comenzamos a probar experimentos que el tipo de actividad podría realizar con ella. Modelamos en ácido poliláctico barato, plástico, que este artefacto frágil hace que cualquier persona con una impresora de consumo 3D. Pero antes de compartir nuestros archivos públicos, tuvimos que ver cómo lo dejó el modelo cuando otros lo lastimaron.

La llamada para la conferencia de invitados de nuestros experimentos en Birmingham fue nuestra oportunidad de hacerlo solo.

Trajimos dos modelos. El mango de liberación principal se rompió primero en uno y luego en el segundo. Esta palanca tiene una placa triangular interna conectada con una varita delgada enviada desde la junta como el gatillo. Después de presionar los dedos en la posición de bloqueo, el arrastre del gatillo es la única forma de liberarlos. Si se rompe, tus dedos están atascados.

La varilla delgada del mango de liberación principal se disparó a este modelo. Heidi Housse, CC BI-SA

Estaba confundido. Durante las pruebas, el modelo elevó una simulación de cortacésped de 20 libras en los dedos. Sin embargo, la primera vez que lo dividimos con la audiencia general, el mecanismo que nunca rompió la prueba simplemente se rompió.

¿Fue un error de impresión? ¿Material de daño? Diseño masculino?

Consultamos con una mano susurrante: nuestro ingeniero estudiantil principal cuyo sentimiento es cómo se hace el modelo ocasionalmente.

El ingeniero se convierte en una mano susurrante

Como estudiante graduado de ingeniería mecánica, que se concentra en la producción de aditivos, generalmente conocido como impresión 3D, exploro cómo usar esta tecnología para la reconstrucción de mecanismos históricos. Durante los dos años, trabajé en este proyecto, conocí bien al modelo de mano Kassel. Si bien somos un diseño preciso, creé y edité sus archivos de diseño de computadora, construcciones de modelos 3D digitales, e imprimí y compilé sus piezas innumerables veces.

Esta visualización de una versión reforzada con la computadora del modelo, que incluye costillas y filetes para fortalecer el material de plástico, enfatiza la palanca de liberación principal en naranja. Peden Jones, CC BI-SA

La prueba de piezas MidAssemble es un punto de control crucial para nuestros prototipos. Esta captura de captura captura, corrige y evita cualquier defecto, como piezas incorrectas o dañadas. Es crucial para la creación de experimentos consistentes y reproducibles. La nueva versión del modelo o cambio de componentes nunca deja un laboratorio sin aprobar inspecciones rigurosas. Este proceso significa que este modelo se comporta con el tiempo durante el tiempo que el resto del equipo nunca ha visto. Pero lo tengo.

Cuando escuché que la palanca de lanzamiento se rompió en Birmingham, fue solo otro jueves. Aunque nunca se rompió cuando probamos la modelo a los humanos, vi que se separó muchas veces durante los controles de los componentes.

Nuestro modelo reconstruye los mecanismos de metal originales Kassel en plástico. Heidi Housse, CC BI-SA

Después de todo, el modelo está hecho de ácido usado relativamente débil. Quizás la parte más difícil de nuestro trabajo es un modelo de plástico real lo más duradero posible, ya que lo mantiene visualmente de acuerdo con los 500 años originales. La varilla de hierro de las manijas de artefactos puede manejar más fuerza que nuestra versión de plástico, al menos cinco veces mayor que la resistencia del rendimiento.

Dudé de que la palanca se rompiera porque la gente tiraba del gatillo demasiado lejos y demasiado rápido. El desafío era entonces evitar eso. Pero rediseñar el mango para que sea una forma más gruesa o diferente lo haría menos como un artefacto histórico.

Esto estableció esta pregunta: ¿por qué podría usar el modelo sin romper la palanca, pero nadie más podría?

El equipo hace un plan

Equipo: La discusión de Flori ha llevado a un consenso creciente: la esencia del problema no era un modelo, fue el usuario.

El portador original de Kassel Hand aprendería a usar su prótesis a través de la práctica. Del mismo modo, nuestro equipo ha aprendido a usar el modelo con el tiempo. A través del diseño de diseño y desarrollo, creación de prototipos e impresión, practicamos cómo operarlo.

Deberíamos haber aprendido a otros para hacer lo mismo. Y eso se llama a un enfoque de dos lados.

Perspectiva sobre el uso de Kassel Hand, como un prótesis moderno.

Los ingenieros dijeron la abertura a través del cual el gatillo de la liberación nota del modelo. Sugirieron acortando para limitar hasta qué punto los usuarios podrían sacarlo. Cuando verificamos que este cambio afectaría la precisión del modelo, encontramos que una apertura más pequeña realmente más cerca de las dimensiones de los artefactos. Si bien cuanto más grande era la apertura para la versión anterior de la palanca de lanzamiento que se suponía que debía viajar más, ahora solo estaba causando problemas. Los ingenieros tuvieron que trabajar.

Mientras tanto, los historiadores crearon planificación para documentar y compartir varias técnicas para manejar el modelo, no se dieron cuenta de que lo escoltó. Para aprender a alguien en casa sobre cómo administrar su propia copia, grabamos un video corto que explica cómo bloquear y disparar los dedos y resolver problemas cuando pega el dedo.

Prueba de planificación

Exactamente una semana después de lo que llamamos “Break Birmingham”, dividimos el modelo con una audiencia general nuevamente. Esta vez visitamos la clase de historia de colegas en Auburn.

Trajimos cuatro copias. Cada uno tenía un arte para acortar la abertura alrededor del gatillo. Primero jugamos a nuestro nuevo director en el proyector. Luego pasamos modelos a los estudiantes para que lo intenten.

El equipo trajo estos cuatro modelos con insertos para acortar la apertura debajo del disparador para emitir una prueba con la audiencia general de estudiantes de pregrado y posgrado. Heidi Housse, CC BI-SA

El resultado? No un mango roto. Lanzamos públicamente un proyecto a tiempo.

El proceso de introducción del modelo Kassel Hand en énfasis público que es así como las ampupresas del siglo XVIIR el artefacto tuvieron que aprender a usarlo, también debe usar el modelo 3D de un modelo de impresión 3D.

Es un poderoso recordatorio de que la tecnología no es solo una cuestión de mecanismos y diseños. Básicamente se trata de personas y de cómo las personas lo usan.