挑戰(zhàn)：尋找新方式，幫助殘疾人解決標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的產(chǎn)品使用問(wèn)題。
解決方案：Artec Eva Lite、Dragon Skin、旋轉(zhuǎn)設(shè)備
效果：掃描完整人體和不同部位，定制面罩和手套；幫助改善兩位女性的生活質(zhì)量。
REMAP是英國(guó)一個(gè)志愿者組織，為殘疾人提供定制解決方案，解決標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的產(chǎn)品使用問(wèn)題，或通過(guò)主流機(jī)構(gòu)為他們提供幫助，比如英國(guó)國(guó)家醫(yī)療服務(wù)體系（NHS）。REMAP的一位固定志愿者Bill Fraser是一位75歲的退休工程師，生活在因弗內(nèi)斯附近的蘇格蘭高地。
Bill正在尋找各種辦法，幫助一位名叫Karis的年輕女性，解決輔助呼吸問(wèn)題。長(zhǎng)期佩戴面罩，導(dǎo)致臉型發(fā)生變化，所以她戴標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的面罩時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不密合。
還有一位生活在外赫布里底群島的女性由于急性皮膚過(guò)敏，多年來(lái)無(wú)法干家務(wù)。Helen先天手指不完整，也沒法戴標(biāo)準(zhǔn)手套來(lái)保護(hù)皮膚。
隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，Bill對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)也在不斷改變，他已經(jīng)負(fù)責(zé)這兩個(gè)項(xiàng)目很多年了。Bill認(rèn)為，除非能得到改變后的精確臉型和殘疾手部的精準(zhǔn)外形，否則很難找到好的解決方案。2019年，他深入了解了3D掃描技術(shù)，于是聯(lián)系了Artec 3D金牌授權(quán)經(jīng)銷商Patrick Thorn & Co的 Patrick Thorn，他們很快發(fā)現(xiàn)，要解決這兩個(gè)項(xiàng)目，Artec Eva Lite再適合不過(guò)了。
“REMAP的所有工作完全依賴于慈善捐款和組織成員在時(shí)間和物資上的無(wú)私奉獻(xiàn)，”Patrick說(shuō)道。“REMAP資金不足，所以掃描儀高昂的價(jià)格成為他們購(gòu)置3D掃描設(shè)備的一大阻礙。”Patrick和Bill通過(guò)合作，設(shè)計(jì)了一項(xiàng)定制解決方案，享受了特許優(yōu)惠和養(yǎng)老基金，REMAP這才得以買成Eva Lite掃描儀。
Artec Eva Lite是暢銷掃描儀Artec Eva的經(jīng)濟(jì)版產(chǎn)品，準(zhǔn)確度相當(dāng)，功能略少，擅長(zhǎng)為幾何豐富的物體制作高品質(zhì)無(wú)紋理掃描，例如人體部位。作為一款經(jīng)濟(jì)實(shí)惠型產(chǎn)品，Eva Lite非常適合預(yù)算有限但需要專業(yè)3D掃描儀的用戶。
Patrick帶著Eva Lite來(lái)到蘇格蘭愛丁堡，在那里見到了Bill和REMAP的一位同事。他們花了一天時(shí)間培訓(xùn)，Patrick為他們演示如何進(jìn)行3D掃描，并解釋了Eva Lite的各項(xiàng)功能，還提示他們或許可以借助其它3D掃描包中的文件實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)。就在Patrick停留的短短幾天內(nèi)，Bill就成功掃描了Karis的臉部特征，還去了一趟
赫布里底群島，為Helen完成了期待已久的手部掃描。而在此之前。Bill完全沒有接觸過(guò)掃描。
定制呼吸面罩
本案例的主人公名叫Karis，她是一位患有先天性肌肉萎縮癥的年輕姑娘。她不得不常年使用輪椅，日常起居完全依賴看護(hù)人員。多年來(lái)，她需要使用呼吸機(jī)和遮蓋臉部的面罩來(lái)輔助呼吸。Karis非常聰慧，盡管生活中有不少困難，但她依然保持積極向上的人生態(tài)度。她興趣廣泛，喜歡古典文學(xué)、藝術(shù)、電影、戲劇、足球等等，總是全力參與其中。最近，她獲得了開放大學(xué)創(chuàng)意寫作和古典研究的榮譽(yù)學(xué)士學(xué)位，很榮幸受邀前往倫敦參加開放大學(xué)50周年慶。
不幸的是，長(zhǎng)期佩戴面罩導(dǎo)致她的臉型漸漸發(fā)生了變化。她無(wú)法佩戴正常的面罩，因?yàn)椴粔蛎芎稀６@也導(dǎo)致她感到呼吸越來(lái)越困難，嚴(yán)重影響身體健康和生活質(zhì)量。若要有效解決這一問(wèn)題，就必須找到改善面罩和臉部密合度的方法。
“標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的面罩包含一個(gè)堅(jiān)固的塑料外殼和一條制作精良、柔韌度較高的硅膠密封圈，”Bill解釋道。“這種密封圈可以貼合正常臉型，吸氣時(shí)保持面罩內(nèi)正壓。但由于Karis臉型變了，她的看護(hù)人員只能不斷收緊面罩兩邊的帶子，盡量讓面罩貼合臉部。”但這么做，加重了面罩引起的臉部變形，情況反而更糟了。
Bill在2015-2019年期間，已經(jīng)為Karis設(shè)計(jì)了適合她的口罩密封圈。但由于臉型還在不斷變化，現(xiàn)在的漏氣問(wèn)題他已經(jīng)無(wú)能為力了。要解決這個(gè)問(wèn)題，必須為Karis定制一款面罩。但首先，需要掃描她的臉部，精準(zhǔn)采集臉部幾何。而且掃描過(guò)程必須迅速，因?yàn)椴淮髅嬲郑?/span>Karis就無(wú)法呼吸。
通過(guò)Artec Eva Lite，Bill花了不到30秒，就為Karis臉部捕獲了一份細(xì)節(jié)豐滿的掃描。面罩定制工作可以正式開始了。
標(biāo)準(zhǔn)面罩外殼、定制延展外殼、密封圈
為避免反復(fù)取下面罩，妨礙呼吸，他們先用Karis臉部的掃描文件進(jìn)行3D打印。原來(lái)面罩中的硅膠密封圈被取下。之后，又對(duì)面罩外殼邊緣進(jìn)行細(xì)致掃描。再利用3D設(shè)計(jì)軟件對(duì)面罩外的延展部分進(jìn)行外形計(jì)算，在電腦中對(duì)原來(lái)的面罩邊緣進(jìn)行修改，以貼合Karis掃描的臉型。隨后，用聚乳酸把計(jì)算后的形狀3D打印出來(lái)作為延展部分。最后，將延展部分內(nèi)側(cè)嵌入原來(lái)的面罩，再把硅膠密封條嵌入延展部分的邊緣。
原來(lái)的面罩（左）和為Karis定制的新面罩（右）對(duì)比
這些改動(dòng)使密封圈發(fā)揮了應(yīng)有的功能，能貼合Karis臉部，明顯降低了頭部綁帶的壓迫感。呼吸又變得輕松了，面罩戴起來(lái)也很舒適。當(dāng)然，延展部分和定制口罩的完善工作還在繼續(xù)。
“Karis是位優(yōu)秀的姑娘，她沒有因?yàn)樯钪械姆N種困難而放棄積極熱情的人生態(tài)度，”Bill說(shuō)道。“我很感謝Artec幫助我們采購(gòu)掃描儀，向Karis伸出援手。”
Karis和David Attenborough在倫敦出席開放大學(xué)50周年慶晚宴。（開放大學(xué)供圖）
解決手套難題
REMAP的另一項(xiàng)Eva Lite應(yīng)用案例是為了幫助Helen，她生活在英國(guó)遙遠(yuǎn)的外赫布里底群島（也叫西部群島）。Helen出生時(shí)就少了幾根手指，有嚴(yán)重的敏感肌。有時(shí)稍微接觸到一些化學(xué)品，包括日常清潔產(chǎn)品、化妝品、果汁，甚至陽(yáng)光，她的手部皮膚就會(huì)有反應(yīng)，舊疾復(fù)發(fā)。一旦復(fù)發(fā)，獨(dú)自生活的Helen就無(wú)法在雙手恢復(fù)前洗衣、打掃、做飯。可能好幾周，她都得小心避開這些可能引起過(guò)敏的東西，讓肌膚恢復(fù)。
Helen的雙手（Helen供圖）
這類問(wèn)題通常可以靠一次性手套或?qū)Ｓ酶綦x手霜解決。Helen已經(jīng)嘗試了很多款，但她的敏感肌每次嘗試新產(chǎn)品都變得更加嚴(yán)重。多年來(lái)，她只能求助于手套，也嘗試了很多標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的款式。“我們已經(jīng)做了多次嘗試，包括手工調(diào)整棉質(zhì)手套，剪掉一次性手套上的指套，重新縫合，把指套塞進(jìn)手套并固定，”Bill說(shuō)道。“但沒有任何一種方式可行。我們甚至還研究過(guò)假肢手指是否可以讓Helen戴上普通手套。”
REMAP也在全球范圍內(nèi)調(diào)查過(guò)是否能定制手套，但價(jià)格太昂貴。多年來(lái)，Helen自己也在尋找可能的解決方法。最后，她在2018年10月找到了突破口，發(fā)現(xiàn)自己的皮膚對(duì)一款名叫Dragon Skin的硅橡膠產(chǎn)品不過(guò)敏，這種材料常用于制作電影和戲劇特效。現(xiàn)在，對(duì)Bill而言，困難小了一些，只要找到一種途徑能用Dragon Skin為Helen定制一副手套即可！
起初，他們嘗試用成型膠獲取Helen的手部形狀。一旦膠水成型，Helen把雙手從模具中抽出，再用模具澆鑄雙手模型。Helen愿意嘗試，但REMAP不希望讓她冒著過(guò)敏復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)接觸成型膠。很快，他們發(fā)現(xiàn)只有為她的雙手制作3D掃描，才是讓項(xiàng)目繼續(xù)進(jìn)行下去的唯一安全方式。由于Helen生活的地方非常遙遠(yuǎn)，從大陸來(lái)這里稍作停留就需要三個(gè)整天，還要花費(fèi)幾百英鎊，所以他們想讓Helen附近的機(jī)構(gòu)幫忙為REMAP完成掃描。但又找不到這樣的機(jī)構(gòu)。要想項(xiàng)目順利進(jìn)行，REMAP就得親自采集Helen的手部掃描。
REMAP收到Patrick寄的Eva Lite后，立刻爭(zhēng)分奪秒干了起來(lái)。2019年6月，Bill前往外赫布里底群島，第一次見到Helen，并為她的雙手完成了3D掃描。他對(duì)掃描模型進(jìn)行了修改，增加了袖口，調(diào)整了尺寸，留出更大空間方便Helen穿脫手套。接下來(lái)，3D打印手套模型。
“REMAP往往需要依靠他人的善良和慷慨才能實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)，”Bill表示。“制作定制手套的3D打印模型就足以說(shuō)明這一點(diǎn)，3D打印成本不菲。任何一款3D打印機(jī)的尺寸都不夠大，所以每個(gè)手套只能分成兩次打印再合成。”
Helen手部的3D打印模型。
“Dragon Skin是由兩部分材質(zhì)構(gòu)成的硅橡膠。硫化前，硅橡膠混合物呈液態(tài)，會(huì)聚集在平面低點(diǎn)，”Bill解釋道。“所以，我們需要一個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，保證之后在模具上加的每一層Dragon Skin都能均勻攤開，手套厚度相對(duì)一致。”
同時(shí)，Dragon Skin也有不同級(jí)別，每一種硫化后的強(qiáng)度和延展度都不同。Helen收到了幾份樣品，來(lái)測(cè)試是否皮膚過(guò)敏。她也試用了幾副手套，評(píng)估不同級(jí)別的手套是否能起到保護(hù)效果，后來(lái)發(fā)現(xiàn)三級(jí)材料可能有效，并告訴了Bill。隨后，他制作了幾副不同級(jí)別、層數(shù)不同的手套，讓Helen試試哪種效果好。
第一批定制手套，以及裝在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的手部模具。
Helen現(xiàn)在已收到了第一批手套，正在嘗試體驗(yàn)中。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)依然在不斷完善最終產(chǎn)品，她已經(jīng)體驗(yàn)到了差距。“不知從何說(shuō)起，用定制手套真是太方便了，沒有懸空指套，也不會(huì)因?yàn)橹柑妆蝗M(jìn)手套，導(dǎo)致一側(cè)過(guò)重而滑落。”Helen表示。
結(jié)論
面罩和手套的設(shè)計(jì)還在進(jìn)一步優(yōu)化中。然而，有一點(diǎn)顯而易見：無(wú)論是Karis的臉型還是Helen的手部，都必須依靠3D掃描才能精準(zhǔn)采集。“Artec Eva Lite掃描儀為我們提供了這種科技，”Bill表示。“沒有這臺(tái)掃描儀以及Patrick一直以來(lái)的支持，這兩個(gè)項(xiàng)目都不可能找到如此準(zhǔn)確高效且具創(chuàng)意的解決方案。”
未來(lái)，REMAP將繼續(xù)為日常生活中有困難的市民提供定制化解決方案，幫他們克服生活中罕見的難題。遺憾的是，在資源緊缺的時(shí)代，這些日常生活有困難的人沒有被企業(yè)和商家照顧到，所以我們必須做些什么來(lái)幫助他們。
“我很高興能為REMAP這樣的機(jī)構(gòu)工作，”Bill說(shuō)道，“還能有機(jī)會(huì)參與這類幾乎無(wú)解的高難度項(xiàng)目。”
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