Przypadkowa pomoc humanitarna

Wejdź do laboratorium Amosa Wintera każdego dnia, a możesz znaleźć adiunkta inżynierii mechanicznej pracującego nad systemem oczyszczania wody, wysokowydajnym silnikiem diesla, protezą stóp lub protezą kolana, która umożliwia użytkownikom chodzenie naturalnym chodem , a wszystko to projektuje, aby pomóc ludziom w krajach rozwijających się. Ale Winter nie chciał być dobry. Zdarzyło się to przez przypadek, zrządzenie losu — szczęśliwsze, ale nie mniej nieoczekiwane niż upadek z drzewa, wypadek motocyklowy czy tropikalna gorączka, z których każda może sprawić, że ktoś będzie potrzebował wynalazku, z którego jest najbardziej znany.

Krzesło Leveraged Freedom Chair, pokazane tutaj w wersji prototypowej, pozwala rowerzystom podróżować o 80% szybciej lub z 50% większym momentem obrotowym.

W 2005 roku Winter właśnie uzyskał tytuł magistra inżynierii mechanicznej na MIT i chciał spędzić lato ze swoją ówczesną dziewczyną, która była w Tanzanii. Centrum Usług Publicznych MIT pomogło mu się tam dostać, łącząc go z dwiema organizacjami, które pomagają osobom niepełnosprawnym; potrzebowali kogoś, kto oceniłby stan technologii wózków inwalidzkich w tym kraju. Winter rozmawiał z producentami i pytał użytkowników, jak dobrze istniejące produkty odpowiadają ich potrzebom — i widział wiele możliwości ulepszeń.

Konwencjonalne wózki inwalidzkie działały dobrze w pomieszczeniach, ale były trudne w użyciu na obszarach wiejskich, ponieważ nie pozwalały użytkownikom przemierzać nierównego terenu. W takich warunkach przydały się trzykołowce z napędem ręcznym, ale były zbyt duże do pracy w pomieszczeniach. Brakującym produktem było krzesło, które dobrze sprawdzało się zarówno na płaskim, jak i nierównym terenie i było na tyle małe, że można je było wykorzystać w środku. Musiałby również być prosty i łatwy do naprawy – i kosztować około 200 dolarów, ponieważ inne wózki inwalidzkie rozprowadzane przez organizacje pomocowe kosztują od 150 do 300 dolarów. Niektóre wysokiej klasy wózki terenowe mają wielobiegowy system, podobny do tego, który można znaleźć na rowerze górskim, co pozwala użytkownikom łatwo dostosować się do różnych warunków terenowych. Ale tutaj nie było takiej opcji: 10-biegowe przekładnie są drogie, trudne do znalezienia w wielu krajach rozwijających się i nie są wystarczająco wytrzymałe.

Winter wrócił do MIT po doktorat i bawił się problemem przez półtora roku, zanim wpadł na pomysł użycia dwóch ręcznych dźwigni. Każde z dwóch kół krzesła miałoby pojedynczy bieg połączony z pionową dźwignią, którą użytkownik mógłby popchnąć do przodu, aby uzyskać napęd. Chwyć dźwignie blisko punktów obrotu, aby uzyskać szybki ruch na gładkich powierzchniach, i chwyć je wyżej, aby uzyskać większy moment obrotowy na trudniejszym terenie. Osoba staje się systemem zmiany biegów.

Jeszcze jako doktorant Winter stworzył studia licencjackie „Projektowanie wózków inwalidzkich w krajach rozwijających się” i zebrał grupę studentów, którzy pracowali z nim nad prototypem i zabrali go do Tanzanii, Kenii i Wietnamu w celu przetestowania. To była dla nas świetna lekcja – mówi. Stworzyliśmy ten prototyp, wszyscy byliśmy podekscytowani tym, właściwie zdobyliśmy już za to nagrodę, ale kiedy przynosisz go użytkownikom, oni mówią: „Nie, to nie poleci”. zbyt ciężki, zbyt trudny do wsiadania lub wysiadania i zbyt niestabilny na wzgórzach. Doświadczenie podkreślało wagę pracy z użytkownikami końcowymi na każdym etapie. Winter trzymała się tego, przeprojektowując z myślą o opiniach i wielokrotnie wracając w teren. Krzesło Lewarowanej Wolności (LFC), jak to nazywa, stał się jego głównym celem jako staż podoktorski na Singapore University of Technology and Design – MIT International Design Centre.

Amos Winter pomaga nowemu użytkownikowi LFC w Indiach.

Teraz, pięć lat po zbudowaniu pierwszego prototypu, krzesło jest gotowe do masowej produkcji i dystrybucji. Jest lekki i tani, zawiera łatwo dostępne części rowerowe i wykorzystuje formę stali, którą można łatwo naprawić, jak widziałem przed pilotowaniem wózka po zaśnieżonym parkingu za budynkiem E34: felga została wygięta podczas transportu samolot, ale Winter w ciągu kilku sekund wepchnął go z powrotem na miejsce. Oprócz kierowania laboratorium Global Engineering and Research (GEAR), które rozpoczął w MIT jesienią 2012 roku po dołączeniu do wydziału, Winter pełni funkcję głównego doradcy naukowego w Global Research Innovation & Technology (GRIT), firmie, którą współzałożyciel do zarządzania dystrybucją LFC w obszarach rozwijających się.

Jest za wcześnie, aby wiedzieć, ile osób może wybrać to krzesło, gdy ma się do nich różne opcje, mówi Matt McCambridge, inżynier w Whirlwind Wheelchair, jednej z grup pomocy dla osób niepełnosprawnych, z którą Winter pracowała po raz pierwszy w Tanzanii. Ale Światowa Organizacja Zdrowia szacuje, że 65 milionów ludzi potrzebuje wózka inwalidzkiego, mówi, więc jeśli ta nowa technologia zaspokoi potrzeby nawet 2 procent populacji, to ponad milion osób.

Winter, 33 lata, zaczął robić rzeczy w młodym wieku. Jako dziecko w New Hampshire bawił się klockami Lego, szył pluszaki i brał udział w Odysei Umysłu, konkursie rozwiązywania problemów, który często obejmował budowanie pojazdów lub konstrukcji nośnych. Swój czas w liceum wypełniał trąbką i sportem, ale spędził kształtujące lato budując organy piszczałkowe zasilane odkurzaczem na kurs fizyki dźwięku i muzyki w szkole przygotowawczej St. Paul's w New Hampshire. W ramach swojej pracy magisterskiej w Tufts skonstruował robota, który mógł być napędzany do góry nogami i miał pneumatyczne ramię, które mogło unieść ponad 100 funtów. Konkurowałby z nim w programie telewizyjnym Boty bojowe , gdyby nie został odwołany tej wiosny.

Kiedy Winter wrócił do MIT po pobycie w Tanzanii, wrócił do robotyki w ramach swojego projektu doktorskiego, wymyślając RoboClam, urządzenie do kopania pod wodą, które naśladuje działanie brzytwy małża. Odkrył, że otwierając i zamykając swoją skorupę z odpowiednią prędkością, małż tworzy kieszonkę ruchomych piasków, która umożliwia mu skuteczne poruszanie się po glebie. Winter odtworzył ten efekt za pomocą maszyn. Obecnie udoskonala RoboClam pod kątem możliwych zastosowań przemysłowych — ustawianie kotwic, wysadzanie kopalni lub instalowanie sprzętu do wiercenia ropy naftowej. Z ludźmi takimi jak Amos będziemy z nim pracować nad tym, czego naprawdę zechce, mówi Jeffrey Wadsworth, dyrektor generalny Battelle, instytutu non-profit, który sfinansował większość projektu. Nie wiem, jak drukujesz takich ludzi. Gdyby świat był pełen Amozów, bylibyśmy w cudownej formie.

Winter przyznaje, że nawet poza laboratorium pozostaje totalnym motorem napędowym. (Lubi majstrować przy swoim porsche z 1987 r. i land roverze z 1987 r. i żartuje, że jego niedawno zakupiona powozownia to garaż z domem na górze). Ma też coś do tego, co nazywa dziwacznymi muzeami związanymi z inżynierią – i podzielił się tą miłością z jego uczniowie jesienią ubiegłego roku, kiedy poprowadził wycieczkę do Muzeum Larza Andersona na Brookline, starej powozowni pełnej samochodów z około 1900 roku. Fajne w tym jest to, że żaden z projektów samochodów nie był wtedy ustandaryzowany, mówi. Mają wszystkie te pokręcone rozwiązania dotyczące skrzyń biegów oraz zawieszenia i chłodzenia. Kazał swoim uczniom przemyśleć, jak te projekty by działały: Spędziliśmy tam jakieś dwie godziny i zostaliśmy okrzyknięci przez kuratora, ponieważ leżeliśmy na podłodze pod samochodem. Ominęli aksamitne liny i powoli przeciskali się pod podwoziem samochodu, gapiąc się na jego niezwykłe zawieszenie na sprężynach skrętnych. To właśnie kocham, mówi. Ta mechanika inżynierii mechanicznej, zobaczenie, jak działają maszyny i zrozumienie, dlaczego działają tak, jak działają.

Ale ponieważ studenci w laboratorium Winter’s GEAR szybko się uczą, inżynieria mechaniczna to znacznie więcej niż mechanika. Amos domaga się, aby wszystko, co robimy w naszych badaniach, było przemyślaną decyzją, mówi Katy Olesnavage ’12, doktorantka w laboratorium GEAR. Projektuję niedrogą protezę stopy. Nie wystarczy mi powiedzieć mu, że chcę użyć określonej geometrii, ponieważ będzie ona elastyczna; Muszę mu pokazać literaturę, która mówi konkretnie, jaka powinna być elastyczna, i udowodnić, że proponowana geometria będzie dokładnie taka elastyczna przy zastosowaniu zasad inżynierskich. Jak mówi, rygor, na który kładzie nacisk Winter, pomaga zapewnić, że jego uczniowie zarówno przyczynią się do rozwoju nauki w swojej dziedzinie, jak i opracują produkty, które działają równie dobrze jak podobne lub lepsze.

Zima zmusza również studentów projektujących dla rynków wschodzących do podróżowania co najmniej dwa razy w roku, aby spotkać się twarzą w twarz z ludźmi, którzy będą używać lub wytwarzać projektowane przez nich produkty. Amos podkreśla, że ​​każdy z nas spędza czas z ludźmi, którzy ostatecznie będą korzystać z naszych produktów, aby w pełni zrozumieć ich potrzeby na wczesnych etapach, a później uzyskać informacje zwrotne na temat pomysłów i prototypów, mówi Olesnavage. Takie informacje zwrotne okazały się kluczowe w opracowaniu systemu nawadniania kropelkowego dla rolników produkujących na własne potrzeby poza siecią w Indiach. Winter projektuje dyszę, aby zmniejszyć wymagania dotyczące ciśnienia wody w systemie, tak aby zużywała mniej energii, i planował skonfigurować ją do użytku z cienkimi, tanimi przewodami. Ale kiedy indyjscy rolnicy wzięli udział, dowiedział się, że rząd indyjski dotuje grubsze rury, które rolnicy również wolą, ponieważ nie pękają, gdy nadepnie na nie wół. Nie nauczyłbyś się tych rzeczy z arkusza danych.

Istnieje wiele technologii — i obawiam się, że niektóre z nich wymyśliliśmy — które stoją na półce, ponieważ nie zrobiliśmy od A do Z myśląc o tym, czy jest to przystępne cenowo, czy jest społecznie akceptowalne, czy są konkurenci , mówi Wadsworth z Battelle. Jesienią Winter poprowadzi studia magisterskie z inżynierii globalnej, aby podkreślić znaczenie takich czynników społeczno-ekonomicznych w inżynierii dla rynków wschodzących i nieznanych kultur.

Takie zajęcia są ważne, ponieważ nie poświęcono zbyt wiele uwagi procesowi projektowania produktów dla ludzi żyjących w biednych, wiejskich środowiskach, mówi J. Kim Vandiver, SM '69, PhD '75, dziekan ds. studiów licencjackich i dyrektor Edgerton Center, które pomaga studentom w projektach inżynieryjnych i usługowych. Widzieliśmy wiele rzeczy zaprojektowanych dla krajów rozwijających się, mówi. Część to śmieci. Po części sam projekt jest świetny, ale nie potrafią wymyślić, jak go rozbudować, jak go dystrybuować, jak uruchomić łańcuch dostaw i jak to zrobić niskim kosztem.

Plan Wintera na pięć do dziesięciu lat polega na uogólnieniu studiów przypadków w jego laboratorium i innych organizacjach technologicznych w celu zdefiniowania zasad projektowania do użytku w rozwijającym się świecie. W całej złożoności, z jaką mamy do czynienia, Wadsworth mówi, że w takim stopniu, w jakim można spisać podstawowe zasady tego, co działa, jest to ogromna pomoc.

Winter został początkowo zwabiony na pole przez samą trudność problemu z wózkiem inwalidzkim. Kiedy zaczynałem [LFC], pomyślałem: „Człowieku, to szalenie trudne wyzwanie inżynieryjne”, mówi. Po prostu nie ma urządzenia, które działałoby w ten sposób, a my staramy się wprowadzać innowacje w technologii, która pozostaje względnie niezmieniona od około 140 lat. Ale dzisiaj w równym stopniu kieruje nim chęć pomocy ludziom. Mówi, że danie komuś narzędzia, które drastycznie zmienia jego życie, jest naprawdę fascynujące.

Dodaje, że w przestrzeni rozwojowej istnieją techniczne wyzwania, które dotykają miliardy ludzi na śmierć lub życie i nikt nie wie, jak je rozwiązać. Myślę, że to naprawdę żyzny obszar do badań.

ukryć