021-22889554
021-26703715
مشاوره آموزشی رایگان

021-22889554  |  021-26703715 مشاوره آموزشی رایگان

زانوی مصنوعی ۸۰ دلاری که زندگی را تغییر می دهد

Krista Donaldson

The $80 prosthetic knee that's changing lives

We've made incredible advances in technology in recent years, but too often it seems only certain fortunate people can benefit. Engineer Krista Donaldson introduces the ReMotion knee, a prosthetic device for above-knee amputees, many of whom earn less than $4 a day. The design contains best-in-class technology and yet is far cheaper than other prosthetics on the market.


تگ های مرتبط :

Design, Innovation
نه سال قبل، من با دولت امریکا در عراق، در کمک به بازسازی زیرساخت‌های برق همکاری می‌کردم. من اونجا بودم و در این زمینه کار می‌کردم چون معتقد بودم تکنولوژی می‌تونه زندگی مردم رو بهبود ببخشه. بعد از ظهر یه روز در هتل الرشید بغداد با یه انبار دار چایی می‌خوردیم، بعد از ظهر یه روز در هتل الرشید بغداد با یه انباردار چایی می‌خوردیم، اون به من گفت: " تو امریکایی هستی شما می‌تونید یه انسان رو به ماه بفرستید ولی وقتی امشب من به خونه می‌رسم لامپ خونم رو نمی‌تونم روشن کنم." در اون زمان، دولت امریکا
بیشتر از دو میلیارد دلار برای نوسازی الکتریسیته هزینه کرده بود. بیشتر از دو میلیارد دلار برای نوسازی الکتریسیته هزینه کرده بود. چطور می‌تونید مطمئن بشید که تکنولوژی به مصرف کننده می‌رسه؟ چطور می‌تونید اون تکنولوژی رو بهشون برسونید طوری که مفید باشه؟ این‌ها سوالاتی هستند که من و همکارانم در D-Rev از خودمون می‌پرسیم. D-Rev مخفف "انقلاب در طراحی" است. چهار سال قبل مسؤليت اين سازمان را بر عهده گرفتم و اون رو واقعا در توسعه محصولات متمرکز کردم که در واقع به مصرف کنندگان برسد، نه تنها به هر مصرف کننده‌ای، بلکه به مشتریانی که با کمتر از ۴ دلار در روز زندگی می‌کنند.
یکی از زمینه‌های اصلی که اخیرا روی اون کار کرده ایم تجهیزات پزشکی است، و شاید کاملا واضح نباشد که این تجهیزات پزشکی با شبکه برق عراق وجوه مشترک دارد. که این تجهیزات پزشکی با شبکه برق عراق وجوه مشترک دارد. که این تجهیزات پزشکی با شبکه برق عراق وجوه مشترک دارد. با وجود فناوری‌های پیشرفته اون به دست مردمی که بیشتر بهش نیاز دارن نمی‌رسه. خوب من می‌خوام در مورد یکی از پروژه‌هایی که روش کار می‌کنیم براتون بگم، "زانوی حرکت مجدد "، که یه زانوی مصنوعی برای افرادیست که از بالای زانو قطع عضو شده‌اند، و این پروژه زمانی شروع شد که موسسه Jaipur foot بزرگ‌ترین تولید کننده اندام مصنوعی در جهان
به منطقه خلیج فارس آمد و گفت " ما به زانوی بهتری نیاز داریم" احتمالش هست که شما با کمتر از ۴ دلار در روز زندگی کنید و یه مقطوع العضو باشید، شما اندامتان را در یه تصادف از دست داده‌ باشید. اکثر مردم فکر می‌کنند که در اثر مین‌های زمینی این اتفاق افتاده، اما اون یه تصادف با وسیله نقلیه است. شما در حال راه رفتن کنار جاده هستید و با یه کامیون برخورد می‌کنید، شما سعی می‌کنید به درون یه قطار در حال حرکت بپرید، برای رسیدن به محل کارتون دیر کردید و پاتون گیر می‌کنه. و واقعیت اینه که اگه شما پول زیادی نداشته باشید، مثل این جوان که اسمش کماله،
گزینه ای که شما واقعا دارید یه وسیله ای ساخته شده از بامبو برای حرکت کردن است. و این چقدر مشکل بزرگیه؟ هر سال بیشتر از ۳ میلیون مقطوع العضو وجود دارد که نیاز به زانوی تازه یا جایگزین دارند. و چه گزینه‌هایی برایشان موجود است؟ این یه پایان خوشه. این چیزی هست که ما اسمشو "زانوی هوشمند" گذاشتیم. داخل این وسیله یه ریزپردازنده کار گذاشته شده. اون می‌تونه به خوبی هر کاری رو انجام بده، اما قیمتش ۲۰٫۰۰۰ دلار هست، که شما می‌تونید حس کنید که چه کسی قادر هست اینو بپوشه، برای سربازان، سربازان امریکایی برگشته از افغانستان یا عراق چیزی شبیه این مناسب خواهد بود.
این یه زانوی تیتانیومی ارزان قیمت هست. این یه زانوی پلی سنتریک هست و معنیش اینه که مکانیسمش، یه مکانیسم چهار میله ای هست که شبیه یه زانوی طبیعیه. ولی قیمتش ۱٫۴۰۰ دلار هست که برای افرادی مثل کمال هنوز هم خیلی گرونه. و در آخر، در اینجا شما یک زانوی ارزان را می‌بینید. این یه زانو هست که به طور خاص برای افراد کم درآمد طراحی شده. این یه زانو هست که به طور خاص برای افراد کم درآمد طراحی شده. درصورتی که که شما استطاعتش رو دارید، این زانو به دردتون نمی‌خوره. یه مکانسیم تک محور داره تک محور مثل لولای در.
شما می‌تونید فکرش رو بکنید که چقدر نا متعادل می‌تونه باشه و این یه نوع مکانیسم هست که موسسه جایپر فوت استفاده کرد وقتی دنبال یه زانوی بهتر بودن، من می‌خواستم بهتون نشون بدم سیستم زانو شبیه چی هست، به همین دلیل همه این زانو‌ها رو بهتون نشون دادم و تصور می‌کنم فكر كردن اينكه چطوری همه با يكديگر جور می‌شوند سخته. بنابراین شما در بالا یه سوکت دارید، واين مناسب اندام باقی مانده یک شخص است. و اندام باقی مانده هر کسی یه تفاوت‌هایی داره و شما یه زانو دارید، من اینجا یه تک محور روی زانو دارم می‌تونید ببینید که چطور چرخش داره، بعد از اون یه میله و سپس یه پا.
و ما موفق به ساخت یک زانو شده ایم، یه زانوی پلی سنتریک که یه نوع زانو هست که عملکرد مشابه زانوی انسان رو داره ، از روی راه رفتن انسان شبیه سازی شده با قیمت خرده فروشی ۸۰ دلار. (تشویق) اما نکته این‌جاست که شما می‌تونید این اختراع بزرگ داشته باشید، شما می‌تونید این اختراع بزرگ داشته باشید، ولی چطور می‌تونید اون روبه دست افرادی که بهش بیشتر نیاز دارند برسونید؟ چطور می‌تونید مطمئن بشید که به دستشون می‌رسه و زندگیشون رو بهبود می‌ده؟ ما در موسسه D-Rev پروژه‌های دیگری رو هم انجام دادیم، و به سه موضوعی که واقعا بهش اعتقاد داریم توجه کردیم. تحویل تکنولوژی به متقاضی، به استفاه کننده‌ها،
به افرادی که بهش نیاز دارن. و اولین نکته این بود که محصول باید در سطح جهانی باشه لازمه که همزمان اجرا بشه و بهتر از بهترين محصول در بازار باشه صرف نظر از اینکه سطح درآمدتون چقدره، شما زیباترین و بهترین محصول موجود را می‌خواهید. شما زیباترین و بهترین محصول موجود را می‌خواهید. حالا می‌خوام یه ویدئو براتون نشون بدم از مردی که اسمش Ash هست. می‌تونید ببینید که داره راه می‌ره اون یه زانوی مثل این رو پوشیده با یه زانوی تک محور و یه تست راه رفتن ده متری رو انجام می‌ده متوجه خواهید شد که موقع راه رفتن تقلا مي‌كنه تعادل داشته باشه
و شما می‌تونید ببینید که تعادل لازم مشاهده نمی‌شه همین موضوع اون رو از لحاظ روحی خالی می‌کنه برای راه رفتن و اینکه مواظب باشه که نیوفته حالا این یه ویدئو از کمال هست. به خاطر می‌آورید که کمال از یه چوب بامبو برای ایستادن استفاده می‌کرد. اون یه مدل از زانو‌های قبلی ما رو پوشیده، و همون تست ده متری راه رفتن رو انجام می‌ده. می‌تونید ببینید که تعادلش خیلی بهتره. بنابراین جهانی بودن فقط در مورد عملکرد فنی نیست اون همچنین شامل عملكرد انسانی هم می‌شه. و ما یاد گرفتیم بیشتر تجهیزات پزشکی، كه ما تاكنون در موردشان تحقيق كرده ايم در حقيقت برای غربی‌ها طراحی شده است
برای اقتصاد‌های ثروتمند ولی واقعیت اینه که استفاده کننده‌ها ، مشتری‌ها، طور دیگه ای فکر می‌کنند.اونا بیشتر چهارزانو می‌نشینن ما مي بينيم كه آن‌ها چمباتمه مي‌نشيند و آن‌ها در نماز زانو می‌زنند. و زانو‌های طراحی شده توسط ما نسبت به هر زانوی دیگه‌ی موجود در بازار بیشترین دامنه حرکتی رو داره. دومین چیزی که ما یاد گرفتیم و اون ما را به بحث دوم من راهنمایی می‌كنه، اینه که ما اعتقاد داریم که محصولات لازمه که کاربر محور طراحی بشن و در D-Rev ما یه قدم جلوتر رفتیم و می‌گوییم شما باید کاربر-وسواس باشید. پس چیزی که شما در مورش فکر می‌کنید فقط کاربر نهایی نیست
هر شخصی می‌تونه با محصول تعامل داشته باشه به عنوان مثال، نه تنها این زانوی مصنوعی برای فرد دارای نقص عضو باید مناسب باشد، بلکه باید با بافتی که زانو به آن متصل می‌شود هم هماهنگ باشد. بازار محلی چیست؟ چطور همه این مولفه‌ها به کلنیک می‌رسن؟ آیا همه اونا به موقع می‌رسن؟ زنجیره تامین هر چیزی که موجب حصول اطمینان از رسیدن محصول به کاربر نهایی می‌شود، و اون به عنوان بخشی از سیستم حرکت می‌کنه، و مورد استفاده قرار می‌گیره. بنابراین من می‌خواستم به شما برخی از اقدامات رو نشون بدم که ما بین اولین نسخه زانوی جایپور انجام دادیم اون درست همین‌جاست
(صدای کلیک) به همه چیز در مورد اون توجه کردید؟ اون یه صدای کلیک داره. ما ديده بوديم كه كاربرانمان در واقع اونو تغيير دادند. می‌تونید این نوار باریک رو اینجا ببینید؟ این یه صداگیر دست سازه. ما همچنین متوجه شدیم که کاربرانمون اون رو به نحو دیگری نیز بهبود دادن. ما همچنین متوجه شدیم که کاربرانمون اون رو به نحو دیگری نیز بهبود دادن. شما می‌تونید ببینید که این شخص معلول یه بانداژ دور زانو پیچیده بود او آنرا زیباتر کرده بود. و اگه به زانو دقت کنید این لبه‌های تیز دیده می‌شن، درسته؟
بنابراین اگه شما اون رو زیر شلوار یا دامن بپوشید یا زیر ساری بپوشید کاملاً مشخص می‌شه که شما یه اندام مصنوعی پوشیده‌اید و در جوامعی که معلولیت ننگ محسوب می‌شود، مردم حساسیت خاصی نسبت به این موضوع دارند. می‌خوام بعضی از تصحیحات رو که ما انجام دادیم بهتون نشون بدم ما یه مقدار اصلاحات انجام دادیم نه تنها اطراف این بلکه یه مقدار بیشتر. ما اینجا مدل سوم رو داریم. زانوی حرکت مجدد، وقتی شما به اینجا توجه کنید می‌تونید صداگیر رو ببینید. اون بی صداتره. کار دیگه ای که کردیم اینه که سطح مقطع رو صافتر کردیم. اون رو نازکتر ساختیم. و چیزی که دیده نمی‌شه اینه که ما
اون رو برای تولید انبوه طراحی کردیم. و به آخرین نکته بحثم می‌رسیم ما واقعا به درستی بر این باوریم که اگر یک محصول در مقیاس مورد نیاز به کاربر برسه، لازمه که بازار محور باشه، و بازار محور بودن یعنی محصول فروخته می‌شه. اونا هدیه نیستند. یارانه‌ی خیلی زیادی به اونها تعلق نمی‌گیره. محصولات لازمه که برای ارائه ارزش به کاربر نهایی طراحی شده باشند. ضمنا بایستی طوری طراحی بشند که خیلی مقرون به صرفه باشند. اما محصولی که توسط مشتری ارزشگذاری می‌شه توسط مشتری استفاده می‌شه، و مصرف چیزی است که تاثیرگذاری رو مشخص می‌کنه.
و ما به عنوان طراحان معتقدیم که این باور ما رو برای پاسخگو بودن به مشتری کمک می‌کند. و با تولید متمرکز شما می‌تونید کترل کیفی رو کنترل کنید، و شما می‌تونید با حاشیه سود تولید شده به قیمت ۸۰ دلار برسید. و حالا این حاشیه سود بسیار مهم می‌باشد زیرا اگر شما می‌خواهید در مقیاس، اگر شما می‌خواهید به تمام کسانی که در جهان احتمالا نیاز به زانو دارند برسید، لازم هست که به صورت از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشه خوب من می‌خوام بهتون یه حسی رو نشون بدم که ما باهاش در ارتباطیم. ما بیش از ۵٫۰۰۰ نفر قطع عضو داریم، و یکی از شاخص‌های بزرگی که ما دنبالش هستیم،
اینه که آیا اون (اعضای مصنوعی) زندگی اون‌ها رو بهبود بخشیده؟ خوب، استاندارد اینه که، آیا کسی پوشیدن زانویش را تا شش ماه ادامه داده؟ متوسط صنعتی در این مورد ۶۵ درصد است. برای ما این عدد ۷۹ درصده، و امیدواریم که این رقم رو بالاتر ببریم. هم اکنون زانو‌های ما در ۱۲ کشور پوشیده می‌شن. اینجا، جایی هست که ما می‌خواهیم طی ۳ سال آینده به آن برسیم. اینجا، جایی هست که ما می‌خواهیم طی ۳ سال آینده به آن برسیم. ما می‌خواهیم این مقدار را تا سال ۲۰۱۵ به دو برابر برسونیم، و می‌خواهیم در هر سال بعد از آن دوبرابرش کنیم. ولی ما با یه چالش تازه مواجهیم،
و اون تعداد متخصصین در ساخت اندام مصنوعی است که بتونن زانوها رو مناسبتر کنن. بحثم رو می‌خوام با یه داستان از prinima تموم کنم. پرينيما ١٨ ساله بود وقتی که در اثر یه تصادف رانندگی پاش رو از دست داد، و ۱۲ ساعت با قطار مسافرت کرد تا برای گرفتن یه زانو به کلنیک برسه، و با وجود اینکه که همه معلولینی که از زانو‌های ما استفاده می‌کنن بر ما به عنوان طراحان تاثیر می‌گذارند، او به صورت ویژه روی من به عنوان یه طراح و همچنين به عنوان یه زن اثر گذاشت، چون او در مدرسه بود، او شروع به تحصیل مهندسی در مدرسه کرد. و گفت: "حالا من می‌تونم دوباره راه برم،
می‌تونم دوباره برگردم و تحصیلم رو به پایان برسونم." و او به من نشان داد نسل بعدی مهندسین مشکلات رو حل می‌کنن و او به من نشان داد نسل بعدی مهندسین مشکلات رو حل می‌کنن و تکنولوژی‌های مفید به طور حتم به کاربران آن‌ها می‌رسد. و تکنولوژی‌های مفید به طور حتم به کاربران آن‌ها می‌رسد. متشکرم. (تشویق)
Nine years ago, I worked for the U.S. government in Iraq, helping rebuild the electricity infrastructure. And I was there, and I worked in that job because I believe that technology can improve people's lives. One afternoon, I had tea with a storekeeper at the Al Rasheed Hotel in Baghdad, and he said to me, "You Americans, you can put a man on the moon, but when I get home tonight, I won't be able to turn on my lights." At the time, the U.S. government had spent more than two billion dollars
on electricity reconstruction. How do you ensure technology reaches users? How do you put it in their hands so that it is useful? So those are the questions that my colleagues and I at D-Rev ask ourselves. And D-Rev is short for Design Revolution. And I took over the organization four years ago and really focused it on developing products that actually reach users, and not just any users, but customers who live on less than four dollars a day. One of the key areas we've been working on recently
is medical devices, and while it may not be obvious that medical devices have something in common with Iraq's electricity grid then, there are some commonalities. Despite the advanced technology, it's not reaching the people who need it most. So I'm going to tell you about one of the projects we've been working on, the ReMotion Knee, and it's a prosthetic knee for above-knee amputees. And this project started when the Jaipur Foot Organization, the largest fitter of prosthetic limbs in the world, came to the Bay Area and they said, "We need a better knee."
Chances are, if you're living on less than four dollars a day, and you're an amputee, you've lost your limb in a vehicle accident. Most people think it's land mines, but it's a vehicle accident. You're walking by the side of the road and you're hit by a truck, or you're trying to to jump on a moving train, you're late for work, and your pant leg gets caught. And the reality is that if you don't have much money, like this young named Kamal right here, the option you really have is a bamboo staff to get around.
And how big a problem is this? There's over three million amputees every year who need a new or replacement knee. And what are their options? This is a high-end. This is what we'd call a "smart knee." It's got a microprocessor inside. It can pretty much do anything, but it's 20,000 dollars, and to give you a sense of who wears this, veterans, American veterans coming back from Afghanistan or Iraq would be fit with something like this. This is a low-end titanium knee. It's a polycentric knee, and all that that means
is the mechanism, is a four-bar mechanism, that mimics a natural human knee. But at 1,400 dollars, it's still too expensive for people like Kamal. And lastly, here you see a low-end knee. This is a knee that's been designed specifically for poor people. And while you have affordability, you've lost on functionality. The mechanism here is a single axis, and a single axis is like a door hinge. So you can think about how unstable that would be. And this is the type of mechanism
that the Jaipur Foot Organization was using when they were looking for a better knee, and I just wanted to give you a sense of what a leg system looks like, because I'm showing you all these knees and I imagine it's hard to think how it all fits together. So at the top you have a socket, and this fits over someone's residual limb, and everyone's residual limb is a little bit different. And then you have the knee, and here I've got a single axis on the knee so you can see how it rotates, and then a pylon, and then a foot. And we've been able to develop a knee,
a polycentric knee, so that type of knee that acts like a human knee, mimics human gait, for 80 dollars retail. (Applause) But the key is, you can have this great invention, you can have this great design, but how do you get it to the people who most need it? How do you ensure it gets to them and it improves their lives? So at D-Rev, we've done some other projects, and we looked at three things that we really believe gets technologies to customers, to users, to people who need it. And the first thing is that the product needs to be world class.
It needs to perform on par or better than the best products on the market. Regardless of your income level, you want the most beautiful, the best product that there is. I'm going to show you a video now of a man named Ash. You can see him walking. He's wearing the same knee system here with a single axis knee. And he's doing a 10-meter walk test. And you'll notice that he's struggling with stability as he's walking. And something that's not obvious, that you can't see, is that it's psychologically draining
to walk and to be preventing yourself from falling. Now this is a video of Kamal. You remember Kamal earlier, holding the bamboo staff. He's wearing one of the earlier versions of our knee, and he's doing that same 10-meter walk test. And you can see his stability is much better. So world class isn't just about technical performance. It's also about human performance. And most medical devices, we've learned, as we've dug in, are really designed for Westerners, for wealthier economies. But the reality is our users, our customers,
they do different things. They sit cross-legged more. We see that they squat. They kneel in prayer. And we designed our knee to have the greatest range of motion of almost any other knee on the market. So the second thing we learned, and this leads into my second point, which is that we believe that products need to be designed to be user-centric. And at D-Rev, we go one step further and we say you need to be user-obsessed. So it's not just the end user that you're thinking about, but everyone who interacts with the product, so, for example, the prosthetist who fits the knee,
but also the context in which the knee is being fit. What is the local market like? How do all these components get to the clinic? Do they all get there on time? The supply chain. Everything that goes into ensuring that this product gets to the end user, and it goes in as part of the system, and it's used. So I wanted to show you some of the iterations we did between the first version, the Jaipur Knee, so this is it right here. (Clicking) Notice anything about it? It clicks.
We'd seen that users had actually modified it. So do you see that black strip right there? That's a homemade noise dampener. We also saw that our users had modified it in other ways. You can see there that that particular amputee, he had wrapped bandages around the knee. He'd made a cosmesis. And if you look at the knee, it's got those pointy edges, right? So if you're wearing it under pants or a skirt or a sari, it's really obvious that you're wearing a prosthetic limb,
and in societies where there's social stigma around being disabled, people are particularly acute about this. So I'm going to show you some of the modifications we did. We did a lot of iterations, not just around this, but some other things. But here we have the version three, the ReMotion Knee, but if you look in here, you can see the noise dampener. It's quieter. The other thing we did is that we smoothed the profile. We made it thinner. And something that's not obvious is that we designed it for mass production. And this goes into my last point.
We really, truly believe that if a product is going to reach users at the scale that it's needed, it needs to be market-driven, and market-driven means that products are sold. They're not donated. They're not heavily subsidized. Our product needs to be designed to offer value to the end user. It also has to be designed to be very affordable. But a product that is valued by a customer is used by a customer, and use is what creates impact. And we believe that as designers, it holds us accountable to our customers.
And with centralized manufacturing, you can control the quality control, and you can hit that $80 price point with profit margins built in. And now, those profit margins are critical, because if you want to scale, if you want to reach all the people in the world who possibly need a knee, it needs to be economically sustainable. So I want to give you a sense of where we are at. We have fit over 5,000 amputees, and one of the big indicators we're looking at, of course, is, does it improve lives? Well, the standard is, is someone
still wearing their knee six months later? The industry average is about 65 percent. Ours is 79 percent, and we're hoping to get that higher. Right now, our knees are worn in 12 countries. This is where we want to get, though, in the next three years. We'll double the impact in 2015, and we'll double it each of the following years after that. But then we hit a new challenge, and that's the number of skilled prosthetists who are able to fit knees. So I want to end with a story of Pournima.
Pournima was 18 years old when she was in a car accident where she lost her leg, and she traveled 12 hours by train to come to the clinic to be fit with a knee, and while all of the amputees who wear our knees affect us as the designers, she's particularly meaningful to me as an engineer and as a woman, because she was in school, she had just started school to study engineering. And she said, "Well, now that I can walk again, I can go back and complete my studies." And to me she represents the next generation of engineers solving problems
and ensuring meaningful technologies reach their users. So thank you. (Applause)