Maastikuratastele Aitab Puuetega Inimesi Maanteel Ja Nende Elus (Op-Ed)

{h1}

Pärast mitmeid aastaid tehtavaid katseid kavandatud uus maastikulises ratastoolis aitab puuetega inimesi arenevates riikides liikuda maanteedel.

Amos Winter on Ameerika Ühendriikide mehaanikainseneride ühingu (ASME) liikme Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi mehaanikateaduskonna osanik ja ASME globaalse arengu komitee inseneri osanik. See Op-ED kohandati artiklist, mis algselt ilmus Nõudlus, ASME väljaanne. NAGU MINA andis selle artikli WordsSideKick.com'ile Eksperdihääled: Op-Ed & Insights.

Ameerika Ühendriikides ja teistes arenenud riikides on suurema osa ehitatud keskkonnas mõeldud ratastoolide inimeste mahutamiseks. Enamik asukohti linnapiirkondades on juurdepääsetav mõõdukate rampide ja sujuvate kaldteede abil. Eesmärgiks on liikuvuspõhiste puuetega inimestele võimalikult suur sõltumatu juurdepääs nendele kohtadele.

Reaalsus on arengumaailmas 20 kuni 40 miljonit inimest, kes vajavad ratastooli kasutamist, väga palju. Sillatud teed ja kõnniteed on tihti mitteolulised ning paljudel juhtudel on asukohti ühendatud ainult töötlemata või määrdunud jalajälgadega võrk. Sellistes tingimustes pakub tavapärane ratastool liikumisvõimalusi piiratud liikumisvõimalustega ja puuetega inimestele piiratud võimalust ise toetada.

Innovatsioon põhineb sellel, mida inimesed tahavad

Ida-Aafrikas, Vietnamis, Guatemalas ja Indias tehti väliülesannete läbiviimiseks turbevabaduse õppetooli (LFC) idee, mida mu kolleegid ja mina välja arendasime - ja tehnoloogia arenesid. LFC projekt on sidusrühmade juhitud innovatsiooni näide. See tähendab, et meie arengumaade partnerid ei täpsustanud lihtsalt oma vajadusi, vaid osalesid kogu projekteerimisprotsessis, et leida lahendus ja seejärel seda luua.

Tehnoloogia kujunes endastmõistetavaks ja elujõuliseks tooteks, sest meie meeskond hõlmas sidusrühmi, kes esindavad ahela kõiki linke, alates idee loomisest kuni selle rakendamiseni reaalses maailmas. Need hõlmasid loomulikult lõpptarbijaid, vaid ka osaliste tarnijaid, ratastoolide tootjaid ja turustajaid arengumaades. Sidusrühmad olid projekteerimisküsimuste tuvastamisel lahutamatud - näiteks meie esimene prototüüp, mis oli raske, ebastabiilne ja ebamugav. Sidusrühmad väärivad ka mitut disainielementi, mis muudavad praeguse LFC elujõulise toote, näiteks selle madala raskuskese ja kompaktse / manööverdava vormi. [NIH fondide robootika projektid puudega inimeste abistamiseks]

Projekti kavandamisel hakkasime mõtlema sellise toote loomisele, mis võiks rahuldada arengumaades puuetega inimeste liikuvuse vajadusi - nii sise-kui ka välistingimustes. Maapiirkondades on suur nõudlus sellise seadme järele nagu LFC, sest kogukondade jõudmiseks on tööhõive ja haridus võib olla mudane ja karm.

Paljud praegu kättesaadavad liikuvuse tooted on piiratud nende võimekusega. Kõige tavalisemad liikuvuse abivahendid arengumaades on tavapärased, jõulised ratastoolid ja käeshoitavad kolmerattalised mootorsõidukid. Põrsajamiga ratastoolid ei sobi liikumiseks ja on pikkade vahemaade kasutamisel rasketel teedel väsitav. Käsivarustusega kolmerattalised mootorsõidukid, mida kasutajad sageli eelistavad, kui neil on piisav torso stabiilsus, on tõhusamad kui ratastoolist liikumiseks, kuid neid on raske manööverdada pehmel pinnasel ja järskudel mäedel. Nad on kodus ka kodus kasutamiseks liiga suured.

LFC ühendab praegu turul olevate tooli olulised omadused koos mitmete funktsioonidega, mida on muudetud või lisatud välitestide tulemusena, näiteks tagakülg, mis aitab kallutamise stabiilsust parandada, lisakindluse jaoks mõeldud Velcro rihmad ja õppetundid tooli kasutamiseks mis on lisatud iga ostu kohta. Meie meeskond tegi LFC istme ja jalaruumi reguleeritavaks ning pakub juhatust kolme erineva laiusega, et mahutada erinevat kasutaja suurust ja vastab Maailma Terviseorganisatsiooni standarditele. Disaini teine ​​oluline aspekt on see, et kõik LFC liikuvad osad on pärit jalgrattakomponentidest, nii et juhatust saaks parandada arengumaade maa- ja linnakogukondades tuttavad kohalikud jalgratturitehnikud.

Vorm ja funktsioon

LFC on kolmerattaline ratastool, mis käivitatakse jõuvõtuvõlliga. Selle asemel, et kiiruse muutmiseks kasutada mitut käiku, erineb LFC kasutaja mehaanilise eelise, libistades oma käed üles ja alla kangi. Sõidusuuna edasi kallutamine toob ratast läbi jalgrattakomponentide ühe kiirusega komplekti; Tõmmates tõmbab käigukasti tagasi ja lähtestab selle järgmisel käigul. Tõmmake kogu tee tagasi pidurid, mis on väikesed vardad, mis ulatuvad kangi küljest ja hõõruge rehvide vastu. Meie meeskond kasutas inimese võimsust ja jõu väljundvõimsust, määrates kindlaks kangide suuruse ja jõuülekande geomeetria, mis võimaldab kasutajatel tõhusalt liikuda siledate pindade ja õrnade klasside jaoks ning anda jõudu, et ületada karm maastik.

Muutuv mehaaniline eelis, mis muudab kasutaja geomeetriat (st käsiposti turvavöödel), mitte masina geomeetria, tähendab, et LFC jõuülekanne võib olla valmistatud jalgrattakomponentidega valmistatud kerge kaaluga üheastmelisest kettaseadmest. Need komponendid annavad mehaanilise eelise 3: 1 muutuse, maksavad vähem kui 20 dollarit ja on tavaliselt levinud arengumaades. Selle jõudluse / kulude suhte muutmiseks perspektiiviks pakuvad Shimano XTR-i mägirataste komponendid 6: 1 mehaanilise eelise muutust, kuid maksavad rohkem kui 1500 USD.

LFC-i hind on Indias toodetud ja müüdud lahtiselt 200 USD, samas kui üks LFC on 250 USD. See hinnatase on arenguriikides kõige sagedamini jaotatud ratastoolide vahemikus ning on 25 kuni 30 korda odavam kui maastikuliste ratastoolidega, kellel on arenenud maailmas pakutavad sarnased võimalused.

LFC kaalub 21,4 kg (47 lbs.), Mis on alla 2,3 kg (5 lbs.) Muudest käsirataste ratastoolid saadaval arengumaades. Selle massi saavutamine oli väljakutse, kuna ainult vedukid (mis sisaldavad hoobasid, hammasrattad / haakeseadised, vabajooksud, ketid, teljed ja laagrid) kaalub 5 kg (11 lbs.). Meie meeskond vähendas kaalu raami mõistliku kasutamise kaudu, optimeerides komponentide massi tugevust, muutes istme alamraami täiesti kolmnurksest fassaadikonstruktsioonist ja kasutades istmete ühendamiseks alamkaadriga kergekaalu.

Kangi pöörmed asetsevad otse istmepannule, et toetada üle 204 kg (450 lbs.) Maksimaalset ahela pinget, suurimat koormust, mida me eeldame, et juhatusel on kogemusi. LFC raami eesmärk oli toetada üle 600 kg (1300 lbs.) Istmele, mis vastab 6-kordsele ohutustasemele võrreldes staatilise laadimisega. Valisime selle ohutusfaktori, kuna raami esikülg võib painutada ja ebaõnnestuda, mis võib põhjustada ratturile vigastusi; ja see 6x staatiline koormus esirattal on konservatiivne, kuna mõjud, näiteks tilkud kerest, imenduvad peamiselt tagaratastega.

LFC ehitati kolmerattalistele platvormidele, et suurendada liikuvust maastikul. See paigutus oli inspireeritud rahvusvahelise puude heategevuseks "Motivatsioon" välja töötatud kolmerattalise mudeli abil. Pikk teljevahe vähendab esiratta koormust, mis koos selle suure diameetriga võimaldab raskusi keerata paremini kui väiksemaid rattaid, mis asetsevad tagaratastele - selline kujundus leiab aset tavapärastes neljarattalistes ratastoolides. LFC kolmerattaline paigutus muudab selle kinemaatiliselt piiratuks maapinnaga. See tähendab, et hoolimata sellest, kui maastik on karm, on kolm ratastega kolm kontaktpunkti. Neljarattalistes toolidel võib roostevabade toolid olla vähem stabiilsed kui kolmerattalised, kuna üks ratastelt võib maapinnast tõusta - sarnaselt ühe lühikese jalaga lainelisele lauale.

Kasutamiseks siseruumides saavad kasutajad eemaldada LFC-i hoovad ja paigutada need raamile, mis muudab tooli tavapäraseks, roostevabastusega ratastooliks.

Tagasiside põhjal

LFC prototüübi esimene väliuuring tehti 2008. aasta suvel. Neid LFC-sid valmistati ja testiti Keenias asuvate füüsiliselt puuetega inimeste assotsiatsiooniga (APDK) Nairobis; Liikuvuse hooldus Arushas, ​​Tansaanias; ja Kien Tuong Ho Chi Minhis, Vietnam.

Need esialgsed testid olid mitteametlikud. Nad kestisid vaid mõne minutiga ja teostati tehnikute poolt, kes asusid ratastooli töökodades, kus prototüübid ehitati. Esialgse disaini taga oli kavatsus, et kasutaja võib ronida üle suurte esiratastega takistusi ja säilitada väikese raskuskesega stabiilset asendit. Meie arvasime, et tulevastel kordustel oleks pööratav koht, et panna suured rattad tagasi siseruumides, sarnaselt tavapärasele ratastoolile.

Me teadsime, et prototüüp vajab mõningaid parandusi. Testimise konsensus näitas, et prototüüp ei toimi - see oli ebamugav, kui ta pidi üle minema ja oli liiga raske, et olla selles piirkonnas elujõuline. Juhatus muutub allamäge suunas ebastabiilseks, sest tagaratas kipub esiplaanile pöörlema ​​ja külgservadel tõsteti veojõu kaotust. See prototüüp oli ebaõnnestumine, kuid see andis disainimeeskonnale väärtusliku õppetundi. Me saime teada, et kaasates sidusrühmi, võime avastada vigu varakult ja suutma seda teha, et parandada disaini.

Koos Ida-Aafrika partneritega kujundas meie meeskond LFC järgmise iteratsiooni. Kuus neist prototüüpidest toodetakse APDK-ga. Oleme katsetanud ühte Tansaanias õppetooli, üks Ugandast ja ülejäänud neli Kenyast. Protsess kestis augustist 2009 kuni jaanuarini 2010.

Ehkki tool sai positiivseid ülevaateid terasel maastikul, tundus kuus isikut, et LFC on liiga lai, et seda saaks kasutada siseruumides. See tagasiside andis meie meeskonnale aru, et juhiste kasutamine peaks olema jõuliselt kasutatav ratastool, kui hoovad eemaldatakse, sest kangasid kasutatakse tavaliselt pikkade vahemaade puhul vaid tund aega või kaks päevas. Teine probleem, mille tõstatasid viis Ida-Aafrika katseisikuid, oli see, et LFC kallines tagasi liiga kergelt ja tundis ebamugavust mägede ületamisel. Viimane probleem oli see, et LFC oli liiga raske. Kell 30 kg (65 kg) oli see vähemalt 9,1 kg (20 kg) raskem kui teised arengumaade ratastoolid turul.

Muudatuste tegemine

Guatemala LFC loodi koostöös meie Ida-Aafrika partneritega ja Guatemala üleminekufondiga. Ida-Aafrika kohtuprotsessi käigus tõstatatud küsimuste parandamiseks rakendati muudatusi. Tooli laius vähenes 8,9 cm (3,5 tolli) võrra, muutes selle laiuseks 68,6 cm (27 tolli), mis on ligikaudu 1,3 cm (0,5 tolli) kitsam kui sama istme suurusega haigla tool. See saavutati, vähendades istmeosa, laskudes jalgsi hoobades ja kasutades kitsamaid rehve, mida kasutasime Ida-Aafrika LFC-s. Tagasi kallutamise stabiilsust parandati, langetades raskuskeskme 12,7 cm (5 tolli) võrra. Samuti lisati kallutamise stabiilsuse suurendamiseks tagaplaat. See padi toimib nagu pink-pingilink, pakkudes reaktsioonijõu kasutaja selgroo vastu, kui ta vajutab hoobasid, ning takistab seega kasutaja torso paindumist iste üle.Guatemala LFC mass oli 20,4 kg, 9,1 kg (20 kg) madalam kui Ida-Aafrika juhatusel.

Üleminekute käigus ehitatud kaksteist Guatemala LFC prototüüpi testiti Antigua-Guatemalast 2010. aasta novembrist kuni 2011. aasta jaanuarini. Katsetatavad isikud hindasid tooli siseruumide jõudlust peaaegu sama palju kui tavalised ratastoolid. Keskmiselt päevasel sõiduperioodil rasketel küla teedel oli LFC keskmiselt 1,14 m / s (keskmiselt 2,55 km / h), mis on 81% kiirem kui tavaline ratastool. Kvalitatiivne tagasiside LFC võrreldava jõudluse kohta ei olnud nii mõjuv, arvatavasti disaini puuduste tõttu. Uuringus osales paljud uuringus osalejad, eriti need, kellel oli seljaaju vigastusi, soovides, et need oleks rihmadega juhatusel, et vältida nende tõmbamist istmelt tõmmates tagasi hoovad pidurite rakendamiseks allavoolu all sõitmisel. Kolm 12-st isikust nõudsid, et rihmad oleksid juhatuse tulevaste versioonide puhul standardsed. Viis teemat näitasid, et seisupidureid tuleb liigutada uude asendisse, sest need võivad jõuliselt liikumapanevate jõudude korral neid mõjutada. Kõige sagedasem Guatemala kohtuprotsessi ettepanek, mille väljendas kuus isikut, oli see, et abisaajaid tuleks koolitada, kuidas seda kasutada.

Lõplik katse

LFC viidi Indiasse selle lõplikuks katseks, mis toimus koostöös Bhagwan Mahaveer Viklang Sahayata Samitiga (BMVSS, üldiselt tuntud kui Jaipur Foot), mis on maailma suurim puuetega inimeste organisatsioon abistavate seadmete pakkumisega. Partneriks valiti BMVSS, kuna see on võimeline laiendama LFC levikut ja arenevas maailmas abistava seadme pakkumise juhti. BMVSS hõlbustas suhteid tootmispartneriga, Pinnacle Industries, originaalvarustusseadmete tootja, veoauto ja bussiistmetega - tooted, mis on ehituses sarnased ratastoolile.

Kui olete aktuaalne ekspert - teadlane, ärijuht, autor või uuendaja - ja tahaksin lisada optimeeritud teose, saatke meile siia.

Kui olete aktuaalne ekspert - teadlane, ärijuht, autor või uuendaja - ja tahaksin lisada optimeeritud teose, saatke meile siia.

Indiast pärit LFC disain käsitleb kriitilist tagasisidet, mida Guatemala kohtuprotsessis käsitletakse. Juuksurisse lisati standardvarustusele Velcrost valmistatud rindkere, vöökoht ja jalad. Parkimispidurid langetati 12,7 cm (5 tolli) võrra, võimaldamaks suuremat lööki, vältides samal ajal hoobade kokkupuudet maapinnaga juhul, kui kasutaja langeb. Lisaks kasutas meie meeskond LFC koolitusprogrammi. Iga aine sai rohkem kui kaks tundi õpetust, sealhulgas oskusi takistuste kõrvaldamiseks, enne, kui ta võttis juhatuse koju. Maailma Terviseorganisatsiooni suunised ratastoolide käsitsemiseks väheste ressurssidega varustatud seadistustes hõlmavad koolitust ratastoolide nõuetekohaseks osaks.

Kakskümmend neli Indiast pärit LFC-i prototüüpi testiti kogu maist 2011. aasta maist oktoobrini. Nende testide tulemused näitasid, et LFC tegeles nii tavapäraste ratastoolidega siseruumides kui ka tavaliste ratastoolidega. Üheteistkümnest uuringus osalevast isikust olid täistööajaga ratastooli kasutajad ja 10 neist lülitati LFC-sse nende peamiseks liikumisabiks. Need inimesed sõitsid LFC-iga keskmiselt 2,7 km (1,7 miili) päevas. Vastupidi, tavalise ratastooli kasutamisega ei suutnud kedagi kodust lahkuda ilma pereliikmete abita. Nendest nendest inimestest oli võimalik saada uusi töökohti nende uue liikuvuse tõttu.

Seitse täiskoormusega ratastooli kasutajatest katsetati biomehaaniliste katsetamistega ja nad said oma kodus maastikul tavalist igapäevast töölendu kasutades keskmiselt 0,91 m / s (2,04 mph) LFC-d. See oli 50% kiirem kui tavalise ratastooliga saavutatav. Kõige sagedasem tagasiside India kohtuprotsessi järel, mida väljendasid seitse teemat, oli see, et LFC-l peaks olema lastiruum. Sellest ajast alates oleme varustatud turvaklaasi, mis ripub istme taha toote juurde.

Kliendi võim

Sidusrühmade sisendid aitasid LFC arengut ning iga disaini kordus paranes. Lisaks sellele vähenes taotletud disainilahenduste arv ja keerukus iga uuringu puhul. Suhteliselt väikesed taotlused uuenduste kohta, mis järgnesid India kohtuprotsessile, näitasid, et LFC disain oli hea ja ehk isegi kommertsialiseerumise jaoks valmis.

Kõigi sidusrühmade aktiivse osalemise tähtsust ei saa LFC arendamisel ülemäära rõhutada. Sidusrühmad esindavad kõiki ahelaid, alates idee loomise kuni selle rakendamisest reaalses maailmas.

LFC jõudis turule edukalt, kuna projektis oli täielikult esindatud väline sidusrühmade ring; igal rühmal oli võimalus väljendada nõudmisi, piiranguid ja teadmisi tehnoloogia juhtimiseks reaalmaailmas rakendamiseks. See projekteerimisprotsess, sealhulgas klientide ja sidusrühmade vajaduste kindlakstegemine, sarnaneb üldtunnustatud tootearenduse tavadele ning meetmetele, mille eesmärk on spetsiaalselt arendada arengumaade tehnoloogiaid, välja arvatud mõned märkimisväärsed erandid.

LFC arendamise käigus tegelesid samal ajal erinevate sidusrühmade esindajad. Selline lähenemine võimaldas meie meeskonnal aru saada kõige olulisematest piirangutest ja nõuetest, mis on seotud maapiirkondade liikumisabivahendite parandamisega. Lõppkasutajad väljendasid soovi liikuda pikkade vahemaade suvalisel maastikul ja liikuda tihedalt siseruumides. Tootjad nagu Pinnacle, APDK ja Transitions lisasid tootmisprotsessi parandamiseks disainielemente ja tuvastasid, et kohandatud osi on kohapeal raske parandada või vahetada - mida me lahendasime jalgrattaosade kasutamisega.Ratastoolisõidukite turustajad, keda esindavad APDK, Transitions ja BMVSS, seadsid hinnapunkti ligikaudu 200 dollarit, mis muudab LFC konkurentsivõimeliseks hinnaks ja võrdse hinnaga doonoritele kui ka teistele ratastoolidele turul. Kui need nõuded ilmnesid lineaarselt, kuna tehnoloogia liikus prototüübilt tootele, oleksime pidanud LFC-de vajalike toimivuste, tootmist, taastamist ja kulude spetsifikatsioonide saavutamiseks nõudma palju rohkem kordusi.

Meie Massachusetsi Tehnoloogiainstituudi, Singapuri Tehnoloogiainstituudi ja India Tehnoloogiainstituudi Delhi toetusel oli meie meeskonnal ressursid uuenduste tegemiseks, testimiseks ja kiireks testimiseks. Kuid akadeemiliste projektide väljundid on tüüpiliselt konceptsionaalsed prototüübid, mitte tooted, mis on turustamiseks valmis.

Akadeemiliste ringkondade ja tööstuse vahelise lõhe ületamiseks oli vaja moodustada algatus, ülemaailmne teadustegevuse innovatsioon ja tehnoloogia (GRIT) ning kaasata Bostoni tootearendusettevõte Continuum abi. Need sidusrühmad suutsid täita toote turustamiseks kriitilisi funktsioone, nagu näiteks tootmise kavandamine, kvaliteedikontroll ja pakendamine. Meie meeskond sai ka sagedast ja väärtuslikku mentorit Whirlwind Wheelchair Internationalilt, organisatsioonist, mis on projekteerinud ja levitanud arengumaade ratastooli rohkem kui 30 aastat.

LFC näitab, et arendus- ja rakendustsükkel algab ja lõpeb lõppkasutajatega - inimesed, kelle jaoks on kõige paremad võimalused sõnastada ja valideerida lahendust. Kultuuri, demograafia ja geograafia erinevuste sirvimine võib olla keeruline, kuid meie jaoks on väga oluline, et arenguriikide ja arenevate turgude tehnoloogiaid kasutaks sidusrühmade juhitud innovatsioon. Me peame oma meeskonnana tunnustama lõppkasutajaid - ja ka kõiki tehnoloogia sidusrühmi, et luua toode, mis tõesti toimib kohapeal.

Esitatud seisukohad on autorite sõnad ja need ei pruugi kajastada kirjastaja vaateid. See artikli versioon ilmus algselt WordsSideKick.com'ile.


Video Täiendada: .




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com