SỬ DỤNG SOLID EDGE ĐƯA EXOSKELETONS TỪ KHOA HỌC VIỄN TƯỞNG VÀO THỊ TRƯỜNG Y TẾ VÀ CÔNG NGHIỆP

AXOSUITS SỬ DỤNG SOLID EDGE ĐƯA EXOSKELETONS TỪ KHOA HỌC VIỄN TƯỞNG VÀO THỊ TRƯỜNG Y TẾ VÀ CÔNG NGHIỆP

Body augmentation và exoskeleton (bộ xương ngoài) đã là một phần của truyền thuyết khoa học viễn tưởng trong nhiều thời đại. Cho dù bạn đang xem xét hệ thống cân bằng của bộ tải điện từ Alien hay xem một vận động viên thể thao thực sự, thì các bộ xương ngoài robot đều là tâm điểm của các kỹ sư.

Thị trường hiện tại cho các robotic exo-suit có ứng dụng thực tế hơn các trò chơi khoa học viễn tưởng và chiến binh mech. Andrew Kapy là người đồng sáng lập Axosuits, một công ty khởi nghiệp về human body augmentation, nơi tập trung vào phát triển robot và bộ xương ngoài với các dự án tiên tiến tập trung vào các đơn vị y tế phục hồi chức năng.

Nhóm Axosuits nhận thấy có cơ hội cải thiện cuộc sống cho bệnh nhân với một bộ xương ngoài được thiết kế tốt hơn và kinh tế hơn

“Bộ xương ngoài đã xuất hiện từ những năm 1960, với sự thâm nhập thị trường rất ít,” Kapy giải thích. “Nguyên nhân chính là do chi phí quá cao và sự thiếu quan tâm từ các công ty bảo hiểm. Nhiệm vụ của chúng tôi tại Axosuits là nâng cao tiêu chuẩn chăm sóc bằng cách dân chủ hóa quyền truy cập vào công nghệ này.”

Xây dựng công ty khởi nghiệp

Nền tảng của Kapy là về CNTT và kỹ thuật, đồng thời anh ấy đã làm việc với nhiều công ty trên khắp thế giới. “10 năm làm công việc này, anh đảm nhận nhiều vai trò quản lý khác nhau và làm việc với nhiều nhóm đa văn hóa,” anh chia sẻ.

Axosuits đã được thành lập cách đây 7 năm chỉ với một vài ý tưởng và bản phác thảo trên một mảnh giấy.

Kapy nói: “Trong quá trình khám phá khả năng ứng dụng của bộ xương ngoài, chúng tôi thấy việc sử dụng trong công nghiệp là một thị trường lớn hơn, nhưng các yêu cầu sử dụng rất khác nhau do số lượng lớn các trường hợp sử dụng.

Trong khi thị trường công nghiệp có vẻ như đang ổn định, thì một loạt các yêu cầu đã khiến nhóm Axosuits phải sử dụng các ý tưởng của họ cho mục đích y tế. Kapy cho rằng tìm nguồn cung ứng là một trong những thách thức khi tạo ra các thiết bị y tế.

Anh giải thích: “Có một số lượng hạn chế các nhà cung cấp và các thành phần COTS [commercial off the shelf] được chứng nhận cho mục đích sử dụng trong y tế, do đó giá thiết bị y tế tăng mạnh. “Chúng tôi đã mất nhiều năm và nhiều lần lặp lại để tìm ra sự kết hợp tốt giữa các thành phần y tế giá cả phải chăng và độ tin cậy cần thiết.

Tuân thủ quy định cũng là một thách thức lớn. Nhưng kỳ lạ thay, việc thiếu các tiêu chuẩn áp dụng cũng là một vấn đề lớn. Cũng có một sự thay đổi tư duy liên quan đến khái niệm tuân thủ – không phải điều mà hầu hết các thành viên trong nhóm khởi nghiệp đều hào hứng.”

Nhóm của Kapy nhận ra rằng họ không chỉ cần khung xương ngoài kỹ thuật tốt mà còn cần một thiết kế kinh tế hơn

Thiết kế Mechanical Suit

Mặc dù các hệ thống khung ngoài này đã tồn tại trong nhiều thập kỷ dưới dạng thiết bị ý tưởng, nhưng chúng không thực tế và quá đắt để hữu dụng cho bất kỳ mục đích sử dụng thực tế nào và thường chỉ đóng vai trò là chức năng phụ.

Nhóm Axosuits đã phải bắt đầu làm việc với thiết kế khung ngoài cho y tế – với người dùng cuối là bệnh nhân khuyết tật.

“Chúng tôi muốn hiểu những gì bệnh nhân và chuyên gia y tế tìm kiếm nếu họ muốn sử dụng bộ xương ngoài,” anh giải thích. “Chúng tôi cũng đã phỏng vấn những người dùng exoskeleton hiện tại để hiểu họ gặp phải những hạn chế nào trong quá trình sử dụng.”

Trong môi trường y tế với những thách thức về thiết kế, Kapy phải đối mặt với những bệnh nhân khuyết tật với rất nhiều cảm xúc lẫn lộn. Điều này có nghĩa là quá trình thiết kế không chỉ khắc phục một vấn đề ở một thị trường cụ thể mà còn là thay đổi cách người dùng cảm nhận về thiết bị y tế.

Sau một quá trình phỏng vấn kỹ lưỡng với một số bệnh nhân khác nhau và người dùng cuối tiềm năng, nhóm Axosuits đã xem xét các tiêu chuẩn hiện có và tiêu chuẩn dự thảo, cũng như các yêu cầu theo quy định.

Anh nói: “Chỉ sau khi các bước này được thực hiện, công việc kỹ thuật thực sự mới có thể bắt đầu. “Quá trình sẽ tập trung vào kết quả cuối cùng; sau đó các yêu cầu của người dùng và các hạng mục công việc được tinh chỉnh.”

Sử dụng Solid Edge, nhóm có thể phát triển và tinh chỉnh thiết kế của họ.

Axosuits đã phỏng vấn những người sử dụng bộ xương ngoài y tế để hiểu chính xác nơi mà những thách thức đó tồn tại

“Một số giải pháp đã được đánh giá và Solid Edge được thấy là phù hợp với nhu cầu của chúng tôi,” Kapy giải thích. “Chúng tôi đã tìm kiếm một sản phẩm thiết kế cơ khí có sự hỗ trợ máy tính (MCAD) trong thời gian dài, không chỉ cung cấp thiết kế tham số mà còn cung cấp phân tích phần tử hữu hạn (FEA).

Tính năng quan trọng nhất đối với chúng tôi, ngoài các công cụ tham số chính là mô-đun FEA. Chúng tôi đã tiết kiệm được rất nhiều thời gian phát triển bằng cách mô phỏng các chuyển động, lực và sự mỏi trước khi tích hợp thiết kế thực tế được thực hiện. Điều này đã rút ngắn quá trình phát triển của chúng tôi và mang đến kiến thức cho công ty về các phương pháp thiết kế tốt hơn.”

Tận dụng Solid Edge để khởi nghiệp

Chương trình Solid Edge for Startups là một nỗ lực của Siemens nhằm cung cấp cho các công ty khởi nghiệp phần mềm họ cần. Chương trình cung cấp cho các công ty khởi nghiệp đủ điều kiện quyền truy cập miễn phí vào giải pháp hoàn chỉnh để phát triển sản phẩm, bao gồm phần mềm CAD, CAM và CAE.

Kapy giải thích rằng họ có thể liên hệ với Solid Edge để giúp mọi thứ diễn ra nhanh chóng. “Chúng tôi đã liên hệ với Solid Edge để yêu cầu giấy phép sử dụng CAD và chúng tôi đã nhận lại cuộc gọi chỉ trong thời gian ngắn, sau đó chúng tôi đã được một nhà tích hợp Siemens trong nước đến thăm để tăng tốc độ tích hợp. Sự hỗ trợ được cung cấp thông qua nhà tích hợp cũng làm giảm thời gian học tập và rút ngắn chi phí của chúng tôi.”

Solid Edge là một công cụ cung cấp toàn bộ các giải pháp khác nhau, từ CAD và mô hình tham số đến các công cụ mô phỏng và sản xuất. Tận dụng bộ công cụ này mang đến cho Axosuits một bước tiến trong quá trình phát triển của họ.

“Solid Edge là một công cụ phức tạp, nhưng learning curve không quá dốc và có sẵn một cơ sở kiến thức sâu rộng,” Kapy nói. “Một chỉ báo hiệu suất quan trọng mà tôi đang xem xét là thời gian giữa lần sử dụng Solid Edge đầu tiên và việc sản xuất các chi tiết đầu tiên của chúng tôi”. Theo Kapy, thời gian được rút ngắn đáng kể và đạt được kết quả cuối cùng nhanh chóng như họ kỳ vọng. Vì vậy, họ đã tiếp tục với Solid Edge.

Axosuits đang nhanh chóng tiến tới sản xuất bộ xương ngoài y tế ở quy mô lớn. Khi bắt đầu sản xuất, họ đã tìm cách tối ưu hóa quá trình sản xuất. Điều đó có nghĩa là tinh chỉnh thiết kế của họ để có thể sản xuất được.

Axosuits đã sử dụng Solid Edge vì họ cần một công cụ bao gồm cả công cụ thiết kế tham số và phân tích phần tử hữu hạn để mô phỏng thử nghiệm. Nhóm của Kapy đang tìm cách tinh chỉnh thiết kế hơn nữa để phát triển cơ hội ở các thị trường mới, chẳng hạn như không gian sản xuất

Giờ đây, nhóm Axosuits đã có nhiều kinh nghiệm và hiểu biết hơn về các yêu cầu và thách thức của thị trường khi tạo ra hệ thống khung xương ngoài, họ có kế hoạch mở rộng các ngành công nghiệp mục tiêu.

“Chúng tôi muốn tham gia vào ngành xây dựng, bởi vì đây là một môi trường dễ xảy ra tai nạn và đặc biệt là chưa có máy móc tự động, rất phù hợp với việc nghiên cứu công nghệ của chúng tôi. Để làm được điều đó, chúng tôi sẽ tích cực tìm kiếm các đối tác chiến lược có thể giúp chúng tôi mở rộng quy mô khi chúng tôi tiến về phía trước”.

Nhóm thiết kế cũng đang xem xét dự án tiếp theo của họ, dự án này sẽ hướng tới một lĩnh vực công nghiệp hơn.

Kapy nói: “Bây giờ chúng tôi có nhiệm vụ đưa bộ xương ngoài công nghiệp từ thiết kế sang sản phẩm vật lý. “Chúng tôi tin rằng Solid Edge sẽ cung cấp cho chúng tôi thêm động lực mà chúng tôi cần để hoàn thành công việc.”

Có vẻ như Axosuits đã tạo ra một chỗ đứng trên một thị trường bằng cách giảm prohibitive cost của công nghệ khung xương ngoài. Giờ đây, họ có thể thay đổi thiết kế để hướng tới các thị trường khác, từng thị trường một.

Nguồn: Siemens

Công ty TNHH Công Nghệ Số SDE (SDE TECH) được thành lập năm 2014. Đến năm 2018, chúng tôi vinh dự trở thành Smart Expert Partner – đối tác hàng đầu của Siemens Digital Industries Software tại Khu Vực Đông Nam Á – Thái Bình Dương cho các giải pháp Siemens NX (Unigraphics NX), Simcenter, Solid Edge, Tecnomatix và giải pháp quản lý Teamcenter.