Impresión 3D en animatrónicos | Easton LaChappelle | TEDxMileHigh

Esta charla es de un evento TEDx, organizado de manera independiente a las conferencias TED.

¿Cuál es el papel de la impresión en 3D en los avances en la fabricación de prótesis de extremidades y en los animatrónicos?
Easton LaChappelle, inventor de 17 años, está experimentando con esta nueva tecnología, lo que lo ha llevado a crear extremidades robóticas con una fuerza y habilidad que exceden a las de las extremidades humanas. Su interés es, en el futuro cercano, crear nuevos modelos de prótesis a la medida de quien las necesite.

Gracias.

Cuando era más joven,
siempre desarmaba todo.

Hace apenas unas semanas, al fin
aprendí armar todo de nuevo,

y todo esto se disparó.

Cuando tenia 14 años se me ocurrió

crear una mano robótica controlada de
manera remota a través de un guante.

Era una idea bastante
inverosímil para mi edad.

Una de las ideas más
prácticas que había tenido,

pero, no sabía como hacerla realidad.

Busqué en Internet, y de inmediato
encontré muchos sitios

que promovían el aprendizaje
haciéndolo divertido y fácil.

Algunos son SparkFun,
Instructables y Hackaday

por nombrar algunos.

A partir de allí, comencé a construir.

Como pueden ver, comencé
utilizando tubos flexibles,

mucha cinta aislante y piezas
de LEGO como soportes.

Eso era lo que tenía alrededor,
y lo que quería usar.

Me gusta trabajar rápido,
y este es el resultado.

Así que todo el aprendizaje
fue un desafío.

Soy de un pueblo chico en
Colorado, con limitaciones.

No tengo grandes universidades
a donde ir y preguntar.

Tenía Internet y mi cuarto
para hacerlo todo.

Por ejemplo, para los sensores de
flexión del guante de control

primero aprendí cómo conectarlos
a un microcontrolador.

Luego, a escribir su código y sacar
los valores de la señal en bruto.

A convertir esto en señales motoras
y así lograr mover algo.

Después, a unirlas a radios inalámbricas
y hacer trabajar todo al tiempo.

Multipliquen esto por cinco

y tienen el control individual
para cada dedo de una mano.

No me detuve ahí.

Quería hacer algo más grande,
mejor y más funcional.

Comencé a aprender software de modelado

y quería hacer esto tangible.

Lo iba a hacer con una fresadora
CNC o alguna máquina similar,

pero el costo era escandaloso.

Pero existía esta tecnología en desarrollo

que comenzaba a surgir:
la impresión en 3D.

Envié esto a algunas empresas

y me daban presupuestos de más de
500 dólares, solo para imprimir la mano.

Ese fue el momento en el casi renuncio.

No tenía USD 500 para invertir
en algo que podía fallar.

Así que miré con qué recursos contaba
y traté de usarlos lo mejor posible.

Un amigo mío vivía en Nueva York y
trabajaba en una empresa de impresión 3D.

Tenía su propia impresora
y me la envió una noche.

Solo tuve que pagar el transporte.

Esto es en realidad lo que es emocionante.

Contribuir y hacer todo posible.

Yo quería aumentar la funcionalidad
y eso requiere motores mejores

y mejores sistemas eléctricos.

Tenía 16 años en ese momento.
No tenía mucho dinero para esto.

Apenas tenía el dinero
por mi trabajo de verano.

Entonces tuve que lograr
que diferentes tecnologías

y diferentes motores
trabajaran bien juntos

e incorporar todo en un solo sistema.

Requería un motor de muy alto torque y un
sistema de retroalimentación muy preciso

y solo eso suena costoso.

Lo que hice fue usar un motor de
corriente continua con caja de cambios,

una gran caja de cambios para
lograr el máximo torque

y puse un potenciómetro
al final del mango.

Un potenciómetro es lo que se encuentra
en los atenuadores de luz.

De nuevo, mantenía el más bajo
costo con más funcionalidad.

Al final, construí un brazo
robótico hasta el hombro,

sumamente fuerte.

Podía lanzar bolas,
podía estrecharte la mano,

prácticamente todo lo que
un humano puede hacer

siempre que se programara
de forma correcta.

Entonces, me inscribí en la Feria
de la Ciencia de Colorado

y en la feria científica del estado
y tuve un momento de revelación.

Una niña de siete años se acercó a mí,

tenía una prótesis en el brazo, desde el
codo hasta la punta de los dedos,

un movimiento y un sensor.

Comencé a hablar del
tema con sus padres

y solo esa prótesis
costaba 80.000 dólares

que es mucho dinero
para cualquiera.

Hablando con ellos
pude ver su aflicción

porque era mucho dinero
y, además, la niña tenía 7 años

así que necesitaría dos o tres
de esas prótesis durante su vida.

Y eso fue una revelación para mí.

Podía usar lo que ya estaba haciendo,
transferirlo directamente a las prótesis

añadir un sistema de control

y esto podría tener el potencial

de hacer la vida mucho
más placentera

para personas amputadas
y otros usuarios de prótesis.

Hay otras prótesis en el mercado.

El principal sistema de control para las
más avanzadas son los implantes neurales

que necesitan una cirugía abierta en la
médula espinal, en extremo peligrosa.

Es una cirugía donde
se implantan lo sensores

en la médula espinal
donde se agrupan las neuronas.

Es peligroso y muy costoso.

Sin dinero para hacer eso,
busqué una solución.

Quería que todo fuera de uso externo.

Evitar todas las cirugías
y que fuera muy simple

que se pudiera colocar a diario
y retirar cuando se quisiera.

Que estuviera oculto en
algo muy sencillo de usar.

Este es el casco para
hacer electroencefalogramas.

Lee cerca de 10 diferentes
canales del cerebro

y con esto se puede hacer mucho.

Es inalámbrico.
De hecho usa Bluetooth.

Este es el nuevo brazo
controlado por este casco

y aunque solo envía datos hasta
algunas pulgadas de distancia

se vincula a la prótesis

y elimina los cables que salen
de la cabeza hacia el brazo

lo cual, para los usuarios de prótesis
es un aspecto psicológico muy importante.

Ahora, el costo...

El costo de las prótesis es escandaloso.

No quiero ni decir
cuánto cuestan las nuevas.

Pude fabricar todo el brazo

con la misma funcionalidad
de un brazo humano

los mismos márgenes de movimiento

y casi la misma fuerza que es muy grande.

Fabrique todo el modelo

con todo su sistema nervioso de
control por cerca de 400 dólares.

Muchos de...

(Aplausos)

Gracias.

(Aplausos)

Puedo adivinar

que muchos de sus teléfonos
valen mucho más que eso.

(Risas)

Pude hacer esto tan económico
gracias a la impresión en 3D.

En realidad, tengo dos
impresoras de 3D en mi cuarto

con las cuales puedo fabricar

cada parte, cada yema de dedo individual

y lo que hace que mi trabajo sea diferente

es que puedo fabricar cajas de cambios.

Realmente puedo aumentar la funcionalidad
en pocos días mientras hago el prototipo

y encuentro nuevos métodos
y tecnologías que se puedan incorporar.

También en las prótesis
es importante la apariencia.

Algunos quisieran tener

esta apariencia genial y
futurista del brazo robotico

y otros querrán algo que luzca y se sienta

como un brazo humano,
incluso con apariencia de piel.

Eso es lo que me permite
hacer la impresión en 3D,

crear objetos con
apariencia orgánica, dedos

y toda la forma básica del órgano.

Se hace más fácil cubrir
con la piel de silicona

y disminuye el costo porque
se requiere menos silicona

y luce más humano.

Hay algunas innovaciones
que utilicé en esto.

La impresión en 3D usualmente
se hace en capas y luce un poco irregular.

Lo que hice

fue calentar acetona a más de 110º C,
cuando empieza a vaporizarse.

Recolecté ese vapor y lo hice condensar
en los objetos impresos en 3D.

Eso les da un acabado
muy limpio y brillante.

Suena muy peligroso. La verdad es que lo
hice en mi cuarto con frascos de conserva.

(Risas)

Mi cuarto tiene algo...

Esto ya comenzó a cambiar
la vida de las personas.

En realidad se ha convertido en
algo práctico en el mundo real.

Las prótesis son la
principal aplicación

y hay mucho por cambiar.

Ahora trabajo en nuevas manos

con todos los motores en el antebrazo.

Tengo un nuevo diseño

con todos los motores ocultos
en la palma de la mano,

con el mismo tamaño

y con el doble de fuerza
que el modelo actual.

Ya puede superar la fuerza humana.

Busco obtener 50 libras de torque en
cada dedo, lo cual es muy fuerte.

Bueno, casi demasiado peligroso.

(Risas)

En el momento, vivo en Houston
y trabajo en la NASA

Soy parte del proyecto Robonaut.

(Risas)

(Aplausos)

Transfiero toda esta tecnología
en lo que ellos hacen

y no me detendré ahí.
Quiero ayudar a al gente.

Esto se convirtió en algo
que nació del aburrimiento

en algo que puede cambiar
la vida de las personas.

Tengo planes de ayudar
a escuchar a los sordos

y tengo otro proyecto.

Un chico de mi escuela
tuvo un accidente

y está paralizado de la cintura para abajo

con apenas un 2% de posibilidades
de volver a caminar.

Mi meta es crear el exoesqueleto
de un par de piernas para él

de modo que pueda caminar
el día de la graduación.

Mi meta es ayudar a la gente...

(Aplausos)

Sí. Esto se esta convirtiendo
en algo que nunca esperé.

Creo que esto es el futuro y que apenas
estamos comenzando

y lo que me trajo aquí fue la curiosidad.

La curiosidad es parte de todos nosotros
y es lo que hace girar al mundo

y es la razón por la que estoy aquí.

Así que los desafío a desafiar el sistema,

a mirar más allá de los límites,
a ser curiosos.

Gracias.

(Aplausos)