3D打印機的普及為研究機構(gòu)擁有的尖端技術(shù)與設(shè)計的結(jié)合提供了絕佳條件。這一點在照片中3指電動義手的開發(fā)事例中得到了充分印證。

       該義手是奈良尖端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)、日本國立障礙者康復(fù)中心和慶應(yīng)義塾大學(xué)山中設(shè)計研究室合作開發(fā)的樣機。對于這項研究成果，身為設(shè)計師的慶應(yīng)義塾大學(xué)環(huán)境信息學(xué)部客座教授山中俊治介紹說：“這種開發(fā)方式必須借助3D打印機才能實現(xiàn)。而且是必須使用3D打印機才能實現(xiàn)的造型。”

貼合手臂的彈性

義手大致包括裝飾義手與功能義手兩種類型。裝飾義手外形酷似真實的人手，基本不具備工具的作用。而功能義手種類繁多，不僅每一種都需要長期訓(xùn)練，而且大多數(shù)看上去十分笨重。除此之外，還存在拆除困難、重量沉，以及最為關(guān)鍵的價格昂貴等諸多需要解決的問題。

       為此，國立障礙者康復(fù)中心運動功能系障礙研究部神經(jīng)肌肉功能障礙研究室長河島則夫等人提出的建議是：開發(fā)滿足基本功能需求的輕巧義手。這種義手只使用1個馬達。能夠利用3指相對的構(gòu)造，完成最簡單的“抓、放”動作。

       這只義手的功能是固定希望操作的對象物體，協(xié)助健全手的行動。慶應(yīng)義塾大學(xué)研究生院政策與媒體研究科阪本真認為，僅僅憑借這一項功能，“前臂截肢者能夠獨立完成的操作的范圍就將得到飛躍式擴大”。

        山中設(shè)計研究室接到的委托，是對當(dāng)時還相當(dāng)笨重的樣機進行改造，讓外觀看上去精美。具體來說，就是設(shè)計連接手部單元與前臂的框架部分。山中客座教授與阪本等人以“大多數(shù)用戶可輕松掌控的生活中的新手”為理念，進行了框架的設(shè)計。

在開發(fā)階段，3D打印機最為活躍的時候，是確定框架基本骨架之后。為了創(chuàng)造出與前臂貼合的框架，3D打印機成為了反復(fù)進行實驗、驗證必不可少的工具。

       山中客座教授說：“要想讓手與框架固定地舒適，彈性應(yīng)該多大才好？對于這樣感性的指標，在事前無法進行模擬。必須試制進行實驗。”在這種“邊做邊想”的開發(fā)流程中，“只要想到，馬上就能輸出試制品”的3D打印機發(fā)揮出了本領(lǐng)。

       除此之外，使用3D打印機進行制作的，還包括3D掃描實驗對象的前臂并輸出的模具，以及制作測量前臂扭曲的工具等。協(xié)助開發(fā)順利開展的夾具也實現(xiàn)了即需即做。

替代定制的流通形態(tài)

通過反復(fù)實驗設(shè)計而成的義手與手部單元相加，重量僅為300克。與過去的義手相比，實現(xiàn)了大幅的輕量化。義手可以靈活地完成自然的動作，制造成本也僅為幾萬日元左右。其價格有望讓眾多生活不便的人士都可以負擔(dān)得起。

       而最值得一提的，是義手的通用性。過去的義手全部為定制。需要為使用者取模，按照模具一一制作。由于這一過程屬于醫(yī)療行為，因此義手并不是誰都可以銷售，在需要時無法立即買到。

       而利用3D打印機的尼龍材料具備的彈性，這種義手適合多數(shù)人的手臂。山中客座教授稱：“只要庫存預(yù)備一定數(shù)量，在需要時即可立即買到，輕松投入使用。”在未來，這有可能會顛覆義手和義足的流通形態(tài)。

       提到3D打印機，人們的腦海中往往會浮現(xiàn)出定制產(chǎn)品的印象，但是，只要數(shù)量在一定限度，3D打印機也能夠在現(xiàn)成產(chǎn)品的開發(fā)中大顯身手。以需要的程度，為需要的人，提供需要的技術(shù)。這恐怕將是3D打印機為社會帶來的一大恩惠。