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曾祥俊老師(左四)帶同學生參加於理工大學舉行的Maker Faire,向大眾介紹3D打印義肢手。
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吳沛殷(左)和歐學誌(右)是第一批參與項目的成員,分別為推廣及研發的小組長。
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(圖、圖4)「3D打印義肢手」宣揚傷健共融的理念。從接觸用家、研發產品到社區推廣,同學皆親力親為,項目贏取多個獎項外,更惠及遠在西非的傷健人士。項目經發展,已經改良。
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(圖4)
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「3D打印義肢手」為塞拉利昂的傷健人士提供可行及實惠的義肢。
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 STEM×通識﹕3D打印義肢手 港生送暖到西非

【明報專訊】同學參加STEM活動,相信對3D打印(3D printing)不感陌生,3D打印成本低、技術不複雜,隨時可製作出各式各樣的立體物件。宣道會陳朱素華紀念中學的師生們則別出心裁,製作出「3D打印義肢手」,宣揚傷健共融的理念。從接觸用家、研發產品到社區推廣,同學皆親力親為,團隊猶如一間小型初創企業(Startup Company),項目贏取多個獎項外,更惠及遠在西非的傷健人士。

文:黎耀強

圖:黎耀強、何思諾、受訪者提供

負責此項目的資訊科技科老師曾祥俊表示,活動的契機源於偶然,他於2015年認識在香港以3D打印技術製作義肢的專業人士,包括機械人科技研發組織Hong Kong Maker Club聯合創辦人李再敏及於塞拉利昂工作的科學家蔡文力。他們分享了美國非牟利組織「e—NABLE」的活動——以低成本的3D打印技術,製作義肢予傷健人士。曾祥俊老師認為活動十分有意義,自2016年開始將「3D打印義肢手」活動以STEM增潤課程形式於校內推廣。曾祥俊表示:「我們希望同學藉茯※吽A思考科技如何幫助社會。我們挑選參與的同學有三大條件:『對3D打印、社會服務及創科科技活動有興趣』。」

1. 接觸用家 了解實際需要

曾祥俊募集約30名學生,成為第一代3D打印小組的核心成員。確立項目方向後,了解用家需要是關鍵的下一步。究竟如何製作出一隻切合用家需要的義肢?在活動的首階段,同學需先參加由相關機構舉辦的工作坊,學習3D打印的基本技術及理論,再親身接觸義肢用家,了解他們使用義肢的困難及需要。

義肢不合身 或弄傷手腕

就讀中六的歐學誌及吳沛殷是第一批參與活動的成員。回想起最初接觸義肢手用家,歐學誌發現傷健人士往往需要約半年才能慢慢適應使用義肢手,而且每名用家的手腕大小各有不同,如果製作出來的義肢手尺寸過大或過小,長時間使用可能夾到肉或弄傷手腕。這啟發歐學誌希望能製作出合用的義肢手,幫助傷健人士。

參加此活動前,吳沛殷從未參加過類似義工活動。她回想首次活動中認識了一名小朋友。他的右手手腕天生不健全,細小的手腕只有兩根小指頭,「看到他的處境我十分難過,活動讓我們發現傷健人士的需要,反思我們在社會內的角色」。

2. 按興趣分工 團隊磨合令彼此成長

工作坊後,曾祥俊按照學生的興趣及意願,將同學分成「義肢科技研發小組」及「3D義肢應用於社會共融小組」,鼓勵同學參加創科比賽。小組成員分別負責科技研發及宣傳推廣的兩大範疇,儼如初創企業內的研究部及市場部,部分同學主內,部分同學主外,互補長短。

歐學誌、吳沛殷則與另外3名同學組成5人隊伍,以「我是發明家年度大賽」為目標,歐學誌與另一名男生主力科技研發,吳沛殷和另外兩名同學則負責撰寫報告及匯報。

團隊合作少不免出現摩擦,唯有經過磨合才能建立成功的團隊。歐學誌與吳沛殷在準備比賽初期亦曾缺乏溝通,如聚會時歐學誌只在電腦前專注科技研究和設計,鮮與組員溝通,其他組員往往無所適從,也無法知道他的工作進度。直至比賽進入評審階段的第一輪,他們仍未完成作品和匯報準備的工作。歐學誌表示,從前甚少擔任領袖角色,所以在比賽準備初期較少考慮其他組員的工作,「曾祥俊老師建議我應該與組員溝通,大家分工合作,才能順利完成比賽」。同組的吳沛殷說:「我們個性截然不同,專長領域亦有差異。那次比賽後,我們彼此之間都有成長,學會了互相欣賞。」

3. 自行研發軟件 參加比賽獲獎

歐學誌身為科技研發的小組長,主要責任是研發及改良項目。在準備比賽期間,學校購買了一套智能眼鏡設備,他靈機一觸,想到將混合實境技術(MR)應用在3D打印義肢手的設計上。用家只要戴上智能眼鏡,不但能看到現實環境,也能看到虛擬的物件和手臂前肢,以此配合義肢操作,如握拳及張開手掌,能為傷健人士更有效訓練使用義肢。

網上蒐資料 自學概念

此構思看似簡單,箇中技術及原理卻很複雜,香港亦沒有實例可參考。歐學誌自行在網絡上蒐集資料,在一外國技術論壇上,他發現一名曾在美國太空總署(NASA)實習的工程人員提出以腦電波控制義肢的想法。歐學誌說:「相關概念是可行的,可惜比賽臨近,沒有充足時間實現出來,但我也學習了關於腦電波控制義肢的概念,十分有趣。」最終經歷多月的研發,他們開發一套結合3D掃描技術及混合實境技術的軟件,獲2016年度「我是發明家年度大獎」的金獎。

4. 義肢組裝活動 推廣傷健共融

吳沛殷是另一名小組長,負責匯報和推廣。比賽初期她對資訊科技一竅不通,然而她要代表組員向比賽評審講解項目的每個細節。他們參加《第十八屆全國中小學電腦製作活動》時,負責解釋技術問題的歐學誌因病無法出席,吳沛殷只好獨自出席比賽,向在場過百位觀眾匯報。最終她亦沒有怯場,成功解答評審的疑問,獲一等獎。

除了參加創科比賽,同學們亦會舉辦不同活動,讓社會各界關注傷健共融的問題。例如在贏得「我是發明家年度大獎」後,他們獲得了3萬元獎金,同學們建議運用一半獎金幫助社會上有需要的傷健人士。

2017年5月,他們更與Hong Kong Maker Club合作舉辦「3D義肢組裝大行動」,邀請學校師生一同組裝義肢手。從策劃、統籌、聯絡至接待,同學們親力親為,將44隻義肢運送至西非國家塞拉利昂,協助當地的傷健人士,實現此活動的目標。

5. 持續改良成品 傳承創科理念

「3D打印義肢手」活動已踏入第三年,第一代成員已升上中六,準備應付升學及公開考試。活動交由第二代同學負責,他們在第一代同學的成果的基礎上進一步改良,第二代成員黃諾謙、張才進和胡嘉玲亦介紹了第二代義肢手的成果。他們發現傷健人士有時候只需要以義肢做輔助的工作,義肢手掌毋須設計成完全張開,長時間使用第一代義肢手或較吃力,所以同學們改良義肢成「拳頭手」,手腕形狀像握拳動作,以肩帶繫緊背肌,以背部動作控制義肢動作,較省力及方便做更細微的動作,例如除眼鏡。

學生自主學習 學校樂見

曾祥俊表示,以科技回饋社會是難得的體驗,過程中同學自行開發技術,解決困難及向外推廣,宛如一支成功的創新科技團隊。現在第一批始創成員即將畢業,第二代同學會薪火相傳,繼續項目。

資訊科技教育主任吳森森老師亦表示,學校希望活動具可持續性,有了STEM,他們接觸對新科技更有興趣,自主學習知識,學校欣然樂見。

◆塞拉利昂十年內戰 平民被砍手腳

1991年至2002年期間,西非國家塞拉利昂爆發內戰,當地游擊隊為恐嚇居民不能投票予政府,把不少平民的手腳砍掉,甚至有初生嬰兒慘遭毒手。3D打印義肢手可以為當地傷健人士提供可行及實惠的義肢。居民原本所使用的義肢簡陋,3D打印義肢手則可調整,助傷健人士作較靈活的手腕動作。現時美國非牟利組織e-NABLE將3D打印義肢手的設計圖開放給公眾使用,完成品可交回組織,他們會將義肢手轉寄給西非國家的傷健人士使用。

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[通通識 第538期]

 
 
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