Invalidska Kolica Pomažu Osobama S Invaliditetom Da Postanu Van Ceste I Žive Životom (Op-Ed)

{h1}

Nova terenska kolica, dizajnirana nakon godina suđenja, pomažu osobama s invaliditetom u zemljama u razvoju da se kreću ruralnim cestama.

Amos Winter je docent na Odjelu za strojarstvo Massachusetts Institute of Technology, član Američkog društva inženjera strojarstva (ASME) i sudionik odbora ASME za inženjering za globalni razvoj. Ovaj Op-Ed adaptiran je iz članka koji je prvotno objavljen u zahtijevajte, publikacija ASME. KAO JA pridodao ovaj članak WordsSideKick.com's Glasovi stručnjaka: Op-Ed i Uvidi.

U Sjedinjenim Državama i drugim razvijenim zemljama, veći dio izgrađenog okoliša dizajniran je za smještaj ljudi u invalidskim kolicima. Većina lokacija u urbanim područjima dostupna je putem rampi skromnog stupnja i glatkim nogostupima s prorezima rubnika. Cilj je osobama s invaliditetom koje se temelje na mobilnosti imati što je moguće neovisniji pristup tim lokacijama.

Realnost je mnogo drugačija za 20 milijuna do 40 milijuna ljudi u svijetu u razvoju koji zahtijevaju upotrebu invalidskih kolica. Asfaltirane ceste i nogostupa često ne postoje, a u mnogim slučajevima lokacije su povezane samo mrežom grubih ili blatnjavih staza. U takvim je uvjetima uobičajena invalidska kolica samo ograničena pokretljivost, a osobama s invaliditetom ograničena je njihova sposobnost uzdržavanja.

Inovacija utemeljena na onome što ljudi žele

Ideja iza naslona Stolice za slobodu (LFC) koju smo razvijali moji kolege i ja zamišljena je - a tehnologija se razvijala - kroz terenska ispitivanja u Istočnoj Africi, Vijetnamu, Gvatemali i Indiji. Projekt LFC primjer je inovacije usmjerene za dionike. To jest, naši partneri u zemljama u razvoju nisu jednostavno artikulirali svoje potrebe, već su sudjelovali u cijelom procesu dizajniranja kako bi identificirali i potom stvorili rješenje.

Tehnologija je evoluirala u proizvod koji se može promovirati i održiv, jer je naš tim angažirao dionike koji predstavljaju svaku kariku u lancu od nastanka ideje do njene primjene u stvarnom svijetu. Oni su, naravno, uključivali krajnje korisnike, ali i dobavljače dijelova, proizvođače i distributere invalidskih kolica u zemljama u razvoju. Zainteresirane strane bile su sastavni dio identificiranja kvarova u dizajnu - poput našeg prvog prototipa, koji je bio težak, nestabilan i nespretan za ulazak. Zainteresirane strane zaslužuju i zasluge za mnoge dizajnerske elemente koji čine trenutni LFC održivim proizvodom, poput niskog težišta i kompaktnog / okretnog oblika. [NIH Fondovi Projekti robotike za pomoć osobama s invaliditetom]

Pri osmišljavanju projekta započeli smo s idejom stvaranja proizvoda koji bi mogao zadovoljiti potrebe mobilnosti - kako unutar tako i na otvorenom - osoba s invaliditetom u svijetu u razvoju. Velika je potražnja za uređajem poput LFC-a u ruralnim područjima, jer putevi do doseljavanja zajednica, zaposlenja i obrazovanja mogu biti mutni i grubi.

Mnogi trenutno dostupni mobilni proizvodi ograničeni su u svojim mogućnostima. Najčešća pomagala za pokretljivost u svijetu u razvoju su konvencionalna invalidska kolica s pogonom i tricikli na ručni pogon. Invalidska kolica s pogonom na Pushrim neefikasna su za pokretanje i iscrpljujuća su za upotrebu na velikim udaljenostima po neravnim cestama. Ručni tricikli, koje korisnici često preferiraju ako imaju odgovarajuću stabilnost torza, učinkovitiji su za pokretanje od invalidskih kolica, ali ih je teško manevrirati na mekim tlima i strmim brdima. Oni su također mnogo preveliki za upotrebu u domu.

LFC kombinira istaknute značajke stolica trenutno na tržištu s višestrukim značajkama koje su modificirane ili dodane kao rezultat terenskih ispitivanja, poput stražnjeg jastuka za poboljšanje stabilnosti prevrtanja, čičak traka za dodatnu sigurnost i poučavanja kako koristiti stolicu koji su uključeni u svaku kupnju. Naš tim je također prilagodio sjedište i naslon za noge za LFC i ponudio je stolicu u tri različite širine kako bi se prilagodila različitoj korisničkoj veličini i udovoljavala standardima Svjetske zdravstvene organizacije. Drugi važan aspekt dizajna je da su svi pokretni dijelovi LFC-a izrađeni od dijelova bicikla, tako da stolicu mogu popraviti lokalni biciklistički tehničari, poznati iz ruralnih i urbanih zajednica u zemljama u razvoju.

Oblik i funkcija

LFC je invalidska kolica na tri kotača, pogonjena pogonom na polugu. Umjesto da za promjenu brzine koristi više stupnjeva prijenosa, korisnik LFC-a mijenja mehaničku prednost pomicanjem ručica gore i dolje. Guranje prema naprijed na ručicama gura stolicu kroz jednobrzinsko sklapanje dijelova bicikla; povlačenjem unatrag hvata pogonski sklop i resetira ga za sljedeći hod. Povlačenjem natrag aktivira kočnice, to su male šipke koje strše iz poluga i trljaju se o gume. Naš tim koristio je ljudsku snagu i snagu izlaganja kako bi odredio veličinu poluge i geometriju pogonskog sklopa koji korisnicima omogućava efikasno kretanje po glatkim površinama i nježnim razinama, te proizvode dovoljno okretnog momenta za prevladavanje oštrog terena.

Različite mehaničke prednosti promjenom korisničke geometrije (tj. Položaja ruku na polugama), umjesto geometrije stroja, znači da se LFC pogonski sklop može izraditi iz laganog lančanog pogona s jednim stupnjem prijenosa izrađenog od dijelova bicikla. Ove komponente pružaju mehaničku prednost 3: 1, koštaju manje od 20 dolara i obično se nalaze u svijetu u razvoju. Da biste ovo omjer performansi i troškova postavili perspektivnim, vrhunske komponente Shimano XTR brzih bicikala pružaju mehaničku prednost od 6: 1, ali koštaju više od 1500 USD.

Cijena LFC-a, koji se proizvodi u Indiji i prodaje se skupno, iznosi 200 USD, dok je pojedinačni LFC 250 USD. Ova cijena je unutar raspona najčešće distribuiranih invalidskih kolica u zemljama u razvoju i 25 do 30 puta jeftinija od invalidskih kolica sa sličnim mogućnostima koje nudi razvijeni svijet.

LFC teži 21,4 kg, što je unutar 2,3 kg (5 lbs.) Ostalih ručnih invalidskih kolica dostupnih u zemljama u razvoju. Postizanje ove težine predstavljalo je izazov, jer sam pogonski sklop (koji uključuje poluge, lančanike / spojnice, slobodne točkove, lance, osovine i ležajeve) teži 5 kg (11 funti). Naš tim smanjio je težinu opreznom uporabom čelika u okviru, optimizirajući čvrstoću i težinu komponenata, čineći potkrovlje sjedala potpuno trokutastom strukturom i koristeći lagane stezaljke za spajanje sjedala na donji potkrovlje.

Osovine poluge ugrađene su izravno u sjedalo da podupiru najveću zategnutost lanca veće od 204 kg (450 lbs.), Najveća opterećenja koja očekujemo od stolice. LFC okvir dizajniran je tako da podržava preko 600 kg (1300 funti.) U sjedalu, što odgovara 6X faktoru sigurnosti u odnosu na statičko opterećenje. Odabrali smo ovaj sigurnosni faktor jer se prednja cijev okvira mogla saviti i otkazati, što može rezultirati ozljedama vozača; i da je 6X statičko opterećenje na prednjem kotaču konzervativno, jer udarce, poput padajućih ivica, apsorbiraju prvenstveno stražnji kotači.

LFC je izgrađen na platformi s tri kotača kako bi se povećala njegova pokretljivost na neravnom terenu. Izgled je inspiriran modelom na tri kotača razvijenim od međunarodne dobrotvorne udruge Motivacija. Dugi međuosovinski razmak smanjuje opterećenje na prednjem kotaču, što ga u kombinaciji s velikim promjerom omogućuje lakše prevrtanje prepreka od manjih kotača smještenih bliže stražnjim kotačima - takav se raspored nalazi na konvencionalnim invalidskim kolicima na četiri kotača. LFC-ov raspored na tri kotača čini kinematično ograničen sa tlom. To znači da bez obzira koliko debeo bio teren, tri kotača pružaju tri dodirne točke. Na grubom tlu, stolice na četiri kotača mogu biti manje stabilne od onih s tri kotača, jer se jedan od kotača može podići s tla - slično kao stol u kojemu se hlače jedna kratka noga.

Za unutarnju upotrebu korisnici mogu ukloniti ručice na LFC-u i staviti ih u okvir koji stolicu pretvara u uobičajeni invalidski invalidski kolica.

Vođen povratnim informacijama

Prvo terensko ispitivanje prototipa LFC-a provedeno je tijekom ljeta 2008. Ovi LFC-ovi napravljeni su i testirani kod Kenijskog udruženja za tjelesne invalide (APDK) u Nairobiju; Njega mobilnosti u Arusha, Tanzanija; i Kien Tuong u gradu Ho Chi Minh, Vijetnam.

Ti su početni testovi bili neformalni. Trajali su samo nekoliko minuta, a izveli su ih tehničari na terenu koji je okruživao radionice s invalidskim kolicima na kojima su ugrađeni prototipi. Namjera izvornog dizajna bila je da se korisnik može prijeći preko prepreka s velikim prednjim kotačima i održati stabilan položaj s niskim težištem. Mislili smo da će buduće iteracije imati okretno sjedalo za stavljanje velikih kotača u leđa za unutarnju upotrebu, slično kao kod uobičajenih invalidskih kolica.

Znali smo da će ići u prototip da će trebati neka poboljšanja. Konsenzus testiranja pokazao je da prototip neće raditi - bio je nezgodan za prijenos i bio je pretežak da bi bio održiv na terenu. Stolica bi postala nestabilna pri spuštanju nizbrdo, jer bi stražnji kotač imao tendenciju da se okreće prema prednjem, a na bočnim je kosinama pogonski kotač uzbrdo izgubio tendenciju. Ovaj prototip je bio neuspjeh, ali pružao je dragocjenu pouku dizajnerskom timu. Saznali smo da smo angažiranjem dionika uspjeli rano otkriti nedostatke i mogli smo ponoviti poboljšanje dizajna.

Zajedno s partnerima u istočnoj Africi, naš tim osmislio je sljedeću iteraciju LFC-a. Šest takvih prototipova proizvedeno je s APDK-om. Ispitali smo jednu stolicu u Tanzaniji, jednu u Ugandi, a preostale četiri u Keniji. Suđenje je trajalo od kolovoza 2009. do siječnja 2010.

Iako je stolica dobila pozitivne kritike na neravnom terenu, šest ispitanika smatralo je da je LFC previše širok da bi se mogao koristiti u zatvorenom. Ova povratna informacija dala je našem timu da shvati da bi stolica trebala biti održiva konvencionalna invalidska kolica kad se ručice skinu, jer se poluge obično koriste samo sat ili dva dnevno tijekom putovanja na duže relacije. Druga briga, koju je postavilo petorica ispitanika u Istočnoj Africi, bila je ta da se LFC prebrzo nagnuo unatrag i osjećao se nesigurno kada se kreće uzbrdicama. Konačni problem bio je što je LFC bio pretežak. Sa 30 kg, težina je bila najmanje 9,1 kg (20 kg) teže od ostalih svjetskih invalidskih kolica u razvoju.

Uvođenje promjena

GFC-ov Guatemala osmišljen je u suradnji s našim istočnoafričkim partnerima i Prijelaznom fondacijom Gvatemale. Provedene su izmjene kako bi se uklonile teme postavljene na suđenju u Istočnoj Africi. Širina stolice smanjena je za 8,9 cm (3,5 inča), što je činilo 68,6 cm (27 inča), što je otprilike 1,3 cm (0,5 inča) uže od bolničke stolice iste veličine sjedala. To smo postigli suženjem sjedala, postavljanjem trkača u ručice i korištenjem užijih guma nego što smo to koristili u istočnoafričkom LFC-u. Stabilnost naginjanja unatrag poboljšana je snižavanjem težišta za 12,7 cm (5 inča). Stražnji jastučić je također dodan za poboljšanje stabilnosti prevrtanja. Ovaj jastučić djeluje poput klupe s pritiskom na stisak i pruža reakcijsku silu prema kralježničnom stupu korisnika kada on pritisne ručice i na taj način sprečava da se torzo korisnika nagne unatrag preko sjedala. Masa gvatemalskog LFC-a bila je 20,4 kg (45 lbs.), 9,1 kg (20 lbs.) Manja od mase stolice u Istočnoj Africi.

Dvanaest gvatemalskih LFC prototipa izgrađenih od strane Transitionsa testirano je u Antigvi, Gvatemali, od studenog 2010. do siječnja 2011. Ispitanici su ocjenu performansi u zatvorenom prostoru stolice imali gotovo jednako visoko kao konvencionalna invalidska kolica. U prosječnoj dnevnoj vožnji na grubom seoskom putu, LFC je prosječno iznosio 1,14 m / s (2,55 mph), 81 posto brži od uobičajenog invalidskog kolica. Kvalitativni komentari o usporedivim performansama LFC-a nisu bili tako uvjerljivi, vjerojatno zbog nedostataka u dizajnu. Mnogi su ispitanici, posebno oni koji su zadobili ozljede leđne moždine, željeli biti pričvršćeni stezaljkama za stolicu kako bi spriječili da ih povuku sa sjedala kad se povuku na poluge kako bi aktivirali kočnice dok se kreću nizbrdo. Tri od 12 ispitanika zatražile su da naramenice budu standardne u budućim verzijama stolice. Pet ispitanika sugeriralo je pokretanje kočnica na novo mjesto jer bi ih poluge mogle udariti prilikom snažnog pokretanja. Najčešći prijedlog pokusa u Gvatemali, koji je izreklo šest ispitanika, bio je da primatelji trebaju biti obučeni kako ga koristiti.

Završno suđenje

LFC je doveden u Indiju na posljednje suđenje koje je vođeno u suradnji s Bhagwan Mahaveer-om Viklang Sahayata Samitijem (BMVSS, obično poznato kao Jaipur Foot), najvećom invalidskom organizacijom na svijetu u pogledu pružanja pomoćnih uređaja. BMVSS izabran je za partnera zbog svoje sposobnosti da povećava distribuciju LFC-a i reputacije vodećeg u pružanju pomoćnih uređaja u svijetu u razvoju. BMVSS je omogućio vezu s proizvodnim partnerom, Pinnacle Industries, originalnim proizvođačem opreme za sjedala za kamione i autobuse - proizvodi slični u konstrukciji s invalidskim kolicima.

Ako ste aktualni stručnjak - istraživač, poslovni vođa, autor ili inovator - i želite pridonijeti objavljenom djelu, pošaljite nam e-poštu ovdje.

Ako ste aktualni stručnjak - istraživač, poslovni vođa, autor ili inovator - i želite pridonijeti objavljenom djelu, pošaljite nam e-poštu ovdje.

Indijski dizajn LFC-a bavi se kritičnim povratnim informacijama koje su izrazili subjekti u pokusu u Gvatemali. Trake za prsa, struk i stopala izrađene od čičak dodane su kao standardne karakteristike stolici. Ručne kočnice su spuštene za 12,7 cm (5 inča) kako bi se omogućio veći hod, a istovremeno sprečavaju da poluge padnu o tlo u slučaju da ih korisnik spusti. Uz to, naš tim je implementirao LFC program treninga. Svaki je predmet dobio više od dva sata poduke, uključujući i vještine za rješavanje prepreka prije nego što je odnio stolicu kući. "Smjernice za pružanje ručnih invalidskih kolica u manje postavljenim postavkama" Svjetske zdravstvene organizacije uključuju obuku kao kritični dio odgovarajuće opreme za invalidska kolica.

Dvadeset i četiri indijska LFC prototipa testirana su u cijeloj zemlji od svibnja do listopada 2011. Podaci iz tih testova pokazali su da je LFC u zatvorenom prostoru djelovao gotovo kao i uobičajena invalidska kolica i davao drastične prednosti na neravnim terenima. Jedanaest ispitanika bili su korisnici invalidskih kolica sa punim radnim vremenom, a njih 10 prešlo se na LFC kao svoju primarnu pomoć u mobilnosti. Ti su ljudi dnevno vozili prosječno 2,7 km (1,7 milja) koristeći LFC. Suprotno tome, koristeći uobičajena invalidska kolica, nitko nije mogao napustiti svoj dom bez pomoći člana obitelji. Četvero tih ljudi uspjelo je zaposliti se zbog svoje novonastale mobilnosti.

Sedam korisnika invalidskih kolica koji su radili na punom radnom vremenu bili su podvrgnuti biomehaničkim ispitivanjima i bili su u mogućnosti prosječiti 0,91 m / s (2,04 mph) koristeći LFC tijekom uobičajene dnevne vožnje na svom terenu. To je bilo 50 posto brže od onoga što su mogli postići konvencionalnim invalidskim kolicima. Najčešća povratna informacija nakon pokusa u Indiji, koju je izrazilo sedam ispitanika, bila je da LFC treba imati teretni prostor. Od tada smo u proizvod ugradili vrećicu za skladištenje koja visi iza sjedišta.

Moć kupca

Ulaz zainteresiranih strana pokrenuo je evoluciju LFC-a i svakim dizajnom iteracije performanse su poboljšane. Nadalje, broj i složenost zatraženih revizija dizajna su se smanjivale sa svakim ispitivanjem. Relativno mali zahtjevi za nadogradnjom nakon pokusa u Indiji pokazali su da je LFC dizajn dovit i možda čak spreman za komercijalizaciju.

Važnost aktivnog sudjelovanja svih dionika ne može se preuveličati u razvoju LFC-a. Zainteresirane strane predstavljaju svaku kariku u lancu od nastanka ideje do njene primjene u stvarnom svijetu.

LFC je uspješno došao na tržište jer je vanjski krug dionika bio u potpunosti zastupljen u projektu; svaka grupa imala je priliku izraziti zahtjeve, ograničenja i uvid u usmjeravanju tehnologije prema implementaciji u stvarnom svijetu. Ovaj postupak dizajniranja, uključujući prepoznavanje potreba kupaca i dionika, sličan je uobičajenim postupcima dizajniranja proizvoda, kao i metodama usmjerenima posebno na stvaranje tehnologija u razvoju, uz nekoliko izuzetnih izuzetaka.

Predstavnici različitih interesnih skupina bili su istodobno angažirani tijekom razvoja LFC-a. Ovaj pristup omogućio je našem timu da razumije najvažnija ograničenja i zahtjeve povezane s poboljšanom pomoći u mobilnosti ruralnog područja. Krajnji korisnici izrazili su želju za putovanjem dugim udaljenostima po neravnom terenu i plovidbu u uskim, zatvorenim prostorima. Proizvođači kao što su Pinnacle, kao i APDK i Transitions dodali su dizajnerske elemente za poboljšanje proizvodnje i utvrdili da je prilagođene dijelove teško popraviti ili zamijeniti na terenu - što smo riješili korištenjem komponenti za bicikle. Distributeri invalidskih kolica, koje zastupaju APDK, Transitions i BMVSS, postavili su cijenu od približno 200 dolara, što LFC čini konkurentnim cijenama i istim troškovima donatorima kao i ostala invalidska kolica na tržištu. Ako bi se ovi zahtjevi otkrili linearno, kako se tehnologija kretala od prototipa do proizvoda, možda bi nam trebalo mnogo više ponavljanja kako bismo postigli potrebne specifikacije za performanse, proizvodnju, popravljivost i troškove za LFC.

Uz podršku Instituta za tehnologiju Massachusettsa, Singapurskog sveučilišta za tehnologiju i dizajn i Indijskog instituta za tehnologiju Delhi, naš tim imao je resursa za brzo inoviranje, testiranje i ponavljanje. No, rezultati akademskih projekata obično su dokazni prototipi, a ne proizvodi spremni za komercijalizaciju.

Da bi se premostili jaz između akademske zajednice i industrije, bilo je potrebno osnovati start-up, Global Research Innovation and Technology (GRIT), i angažirati pomoć tvrtke iz Bostona za razvoj proizvoda sa sjedištem u Bostonu. Ti su dionici mogli obavljati funkcije od ključne važnosti za stavljanje proizvoda na tržište, poput dizajna za proizvodnju, kontrolu kvalitete i pakiranja. Naš je tim također učestalo i vrijedno mentorstvo od tvrtke Whirlwind Wheelchair International, organizacije koja više od 30 godina dizajnira i distribuira invalidska kolica u razvoju.

LFC pokazuje da razvojni i implementacijski ciklus započinje i završava kod krajnjih korisnika - ljudi koji su u najboljem položaju da artikuliraju potrebu i provjere rješenje. Kretanje razlikama u kulturi, demografiji i zemljopisu može biti naporno, ali ključno je za one od nas koji stvaraju tehnologije za zemlje u razvoju i nova tržišta kako bi iskoristili inovacije potaknute dionicima. Moramo prepoznati krajnje korisnike - kao i sve ostale dionike tehnologije - kao dio našeg tima kako bismo stvorili proizvod koji uistinu djeluje na terenu.

Izražena stajališta su stajališta autora i ne odražavaju nužno stavove izdavača.Ova verzija članka izvorno je objavljena na WordsSideKick.com.


Video Dodatak: .




Istraživanje


Akustika
Akustika

Nalozi Za Domovinsku Sigurnost Moderna Verzija Leyden-Ove Lopte Julesa Vernea
Nalozi Za Domovinsku Sigurnost Moderna Verzija Leyden-Ove Lopte Julesa Vernea

Znanost Vijesti


Sintetska Marihuana: Visoki Trošak Jeftinog Lijeka
Sintetska Marihuana: Visoki Trošak Jeftinog Lijeka

Drevni Blatobrani Vulkani Pogodni Za Rani Život, Preporučuje Se Studija Studija Stijena
Drevni Blatobrani Vulkani Pogodni Za Rani Život, Preporučuje Se Studija Studija Stijena

Ekspedicija Odustaje Od Pokušaja Antarktičkog Zimskog Prelaska
Ekspedicija Odustaje Od Pokušaja Antarktičkog Zimskog Prelaska

Olimpijski Decathlon: Kako Maksimizirati Skok U Dalj
Olimpijski Decathlon: Kako Maksimizirati Skok U Dalj

Tehnologija Hakiranja Mozga Dobiva Realne: 5 Tvrtki Koje Predvode Naplatu
Tehnologija Hakiranja Mozga Dobiva Realne: 5 Tvrtki Koje Predvode Naplatu


HR.WordsSideKick.com
Sva Prava Pridržana!
Umnožavanje Bilo Koje Materijale Dozvoljen Samo Prostanovkoy Aktivni Link Na Stranicu HR.WordsSideKick.com

© 2005–2020 HR.WordsSideKick.com