فروشگاه کانواس (بوم مدل کسبوکار) آرباکو

تکنولوژی اوریگامی سه‌بعدی چاپ شده در قلب دستگاه‌های تهویه قابل‌حمل کم‌هزینه باهدف بهبود درمان پندمی و دگرگونی ارائه مراقبت‌های بهداشتی

چکیده

محققان یک‌شکل هنری مشخصی را تکرار می‌کنند (تاکردن زیرکانه اوریگامی) تا تکنولوژی‌های قابل چاپ سه‌بعدی باهدف مبارزه با کووید 19 را به وجود آورند و به دکترها در شناسایی و تشخیص شرایط گوناگون سلامت کمک کنند.

موضوع اصلی

محققان در آزمایشگاه تولید افزودنی‌های دانشگاه سایمون فریسر در حال تکرار یک‌شکل هنری مشخص (تاکردن زیرکانه اوریگامی) هستند تا تکنولوژی‌های قابل چاپ سه‌بعدی را به وجود آورند که هدفشان مبارزه با کووید 19 می‌باشد و با این کار به دکترها در شناسایی و تشخیص شرایط گوناگون سلامت کمک کنند.

این کار توسط وو سو کیم (Woo Soo Kim)، استادیار مدرسه مهندسی سیستم‌های مکاترونیک دانشگاه سایمون فریسر، انجام شد، آن یک دستگاه تهویه سه‌بعدی چاپ شده کم‌هزینه است که توسط یک لوله ثبت اختراع شده اوریگامی سه‌بعدی چاپ شده هوشمند کار می‌کند. بررسی موشکافانه طراحی و توسعه این اختراع که اخیراً توسط یک تیم محلی از درمانگرهای تنفسی ارزیابی شده، در ژورنال الکترونیک چاپ شده و انعطاف‌پذیر (Flexible and Printed Electronics) منتشر شده است.

دستگاه تهویه مکانیکی قابل‌حمل طوری طراحی شده که با انقباض یک لوله اوریگامی سه‌بعدی چاپ شده، به‌جای فشردن یک ماسک دریچه کیسه‌ای معمولی (BVM) به تنفس فرد کمک می‌کند، به‌طوری‌که اندازه کلی ماشین کمک تنفسی باقدرت مکانیکی بالا را کاهش می‌دهد. مواد سبک‌وزن و طراحی چاپ سه‌بعدی هم هزینه‌های تولید را کم می‌کند.

او می‌گوید: "در دستگاه تهویه اوریگامی قابل‌حمل، بیش از 95 درصد اجزاء می‌توانند سه‌بعدی چاپ شوند که دلیل واقعاً مقرون‌به‌صرفه بودن آن نیز همین است. دیگر دستگاه‌های تهویه قابل‌حمل می‌توانند تا بیش از 2000 دلار هزینه داشته باشند ولی این دستگاه ما با حدود 200 دلار تولید و تهیه می‌شود."

کیم (Kim)، می‌گوید که طراحی کوچک و سبک‌وزن، بعلاوه هزینه تولید پایین، سبب می شود که دستگاه تهویه قابل‌حمل آن ها، برای درمان بیماران کرونایی مفید باشد و یا برای بیمارانی سودمند باشد که برای خارج از محیط بیمارستان، مثل مراقبت درازمدت در منزل یا نواحی دوردست روستایی و یا کشورهای درحال‌توسعه به یک دستگاه قابل‌حمل و نقل نیاز داشته باشند.

این تیم با شرکت چاپ سه‌بعدی دلتا و طرح پانتئون Tinkerine (تولیدکننده دستگاه تهویه ونکوور)، با حمایت از برنامه اتحاد و ائتلاف شورای تحقیق مهندسی و علوم طبیعی کانادا (NSERC) شریک شده است. این تیم به دنبال شرکای سرمایه‌گذار و توسعه‌دهنده بیشتر باهدف تولید انبوه نیز می‌باشد.

توسعه الکترودهای خشک اوریگامی سه‌بعدی برای حس ربات‌ها به کمک به متخصصان مراقبت بهداشتی

کیم (Kim)، الکترودهای خشک اوریگامی سه‌بعدی را توسعه و ثبت اختراع می‌کند که می‌توانند برای بازبینی سلامت بیماران استفاده شوند. این تکنولوژی تحت همان استراتژی دارایی‌های معنوی تکنولوژی‌های اوریگامی چاپ سه‌بعدی است. الکترودهای خشک می‌توانند سیگنال‌های فیزیولوژیکی مثل ضربان قلب، تنفس، دما و حرکات عضله را ردیابی و بازبینی کنند که همه آن ها با لمس ساده الکترودهای خشک اوریگامی سه‌بعدی کار می‌کنند.

کیم (Kim)، پیش‌بینی می‌کند که این تکنولوژی در آینده، می‌تواند به کمک دکترها و پرستاران آمده و به آن ها اجازه دهد تا سلامت بیماران را از راه دور و از طریق یک ربات کمک‌کننده ارزیابی کنند.

ربات انسان‌نما نیز قادر خواهد بود تا سطوح اکسیژن را بازبینی کند (در مواردی مفید است که بیمار کرونای شدید دارد). داده‌ها می‌توانند در لحظه روی مانیتور ربات نمایش داده یا مستقیماً به ارائه‌دهنده مراقبت بهداشتی ارسال شوند.

کیم (Kim) می‌گوید: "الکترود خشک نیازی نیست که به سنسور ربات مجهز باشد (الکترود خشک می‌تواند در محیط‌های بیمارستانی استفاده شود و جایگزین الکترود نوع ژل مرطوب شود که برای الکتروفیزیولوژی یعنی الکتروکاردیوگرام (نوار قلب) یا اندازه‌گیری فشارخون استفاده می‌شوند). الکترودهای خشک فقط یکی از تکنولوژی‌های تحت این سیستم تکنولوژی اوریگامی سه‌بعدی است که در دانشگاه سایمون فریسر در حال گسترش می‌باشد.

منبع موضوع:

مواد و موضوعات توسط دانشگاه سایمون فریسر (Simon Fraser University) تهیه شدند.

نکته: محتوا ممکن است از نظر سبک نگارشی و طول مطلب، ویرایش شده باشد.

ژورنال مرجع:

تائه - هو کیم (Tae-Ho Kim)، ایکسین مین (Xin Min)، داینا بیکر (Daina Baker)، وونچیول لی (Wonchul Lee)، وو سو کسم (Woo Soo Kim).

لوله‌های حسی هوا با معماری سه‌بعدی برای یک دستگاه تهویه مکانیکی قابل‌حمل

3D architectured air sensing tubes for a portable mechanical ventilator

ژورنال الکترونیک چاپ شده و انعطاف‌پذیر (Flexible and Printed Electronics)، 2021؛ 6 (3): 035010 DOI: 10.1088/2058-8585/ac1fd6