NX helps revolutionize the remote development of personalized arm prosthetics for kids

บริษัท Unlimited Tomorrow สามารถลดต้นทุนของอวัยวะเทียมแบบดั้งเดิมลงได้มากถึง 90% พร้อมทั้งยกระดับคุณภาพของผลิตภัณฑ์และเร่งระยะเวลาการส่งมอบให้รวดเร็วยิ่งขึ้น

พันธกิจของ Unlimited Tomorrow คือการเสริมศักยภาพให้ผู้พิการที่สูญเสียอวัยวะ (Amputees) ด้วยโมเดลการทำงานที่ใช้งานง่ายและสามารถขยายได้ (Scalable) เพื่อสร้างอุปกรณ์อวัยวะเทียมแบบเฉพาะบุคคล ตั้งแต่ขั้นตอนเริ่มต้นจนถึงการผลิตเสร็จสมบูรณ์ บริษัทนำเสนอแขนเทียมรุ่นใหม่ที่มีราคาจับต้องได้ โดยใช้กระบวนการวัดขนาดและปรับแต่งแบบเฉพาะบุคคลจากระยะไกล (Custom Remote-Fitting Process) ซึ่งทั้งรวดเร็วและใช้งานง่าย ผู้ใช้งานสามารถทำขั้นตอนทั้งหมดได้จากที่บ้าน โดยไม่จำเป็นต้องเดินทางไปคลินิกหรือศูนย์บริการ ทำให้กระบวนการได้รับอวัยวะเทียมสะดวก รวดเร็ว และเข้าถึงได้มากขึ้นสำหรับผู้ใช้งานทั่วโลก

“ซอฟต์แวร์ตัวเดิมที่เราใช้ ทำให้สามารถมองเห็นรอยเหลี่ยม (Facets) บนชิ้นงานที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติได้อย่างชัดเจน แต่เมื่อใช้ Siemens NX ปัญหานั้นก็หมดไป ด้วยความแม่นยำของเรขาคณิต (Geometry) ที่สูงกว่า ทำให้พื้นผิวของชิ้นงานมีความสมจริงและเรียบเนียนมากยิ่งขึ้น” Matt Landolfa
Lead Mechanical Design Engineer, Unlimited Tomorrow กล่าว

Easton LaChappelle มีอายุเพียง 14 ปี เมื่อเขาตัดสินใจสร้างมือกลที่สามารถใช้งานได้จริงขึ้นมาเป็นครั้งแรก เขาเติบโตในเมืองภูเขาเล็กๆ ชื่อ Mancos, Colorado ซึ่งในชั้นเรียนระดับเกรด 8 ของเขามีนักเรียนเพียง 23 คนเท่านั้น ด้วยความรู้สึกเบื่อ ความอยากรู้อยากเห็น และความหลงใหลในด้านหุ่นยนต์ ทำให้เขาก้าวข้ามข้อจำกัดของสิ่งที่โรงเรียนสามารถสอนเขาได้อย่างรวดเร็ว “ผมเริ่มเก็บตัวอยู่ในห้องนอน ค้นหาข้อมูลจากอินเทอร์เน็ต และสอนตัวเองทุกอย่างที่จำเป็นเกี่ยวกับหุ่นยนต์” LaChappelle กล่าว

Easton LaChappelle ตัดสินใจว่าการสร้างมือหุ่นยนต์ที่ควบคุมจากระยะไกล น่าจะเป็นความท้าทายที่เหมาะสมกับความหลงใหลของเขา เขาเริ่มต้นจากการนำวัสดุรอบตัวมาประกอบเข้าด้วยกันแบบสไตล์ MacGyver ไม่ว่าจะเป็น เอ็นตกปลา ตัวต่อเลโก้ เทปพันสายไฟ มอเตอร์ที่ปัดน้ำฝนรถยนต์ และสิ่งของต่างๆ ที่เขาหาได้

ตลอดระยะเวลา 9 เดือน เขาทดลองและปรับปรุงซ้ำแล้วซ้ำเล่า ผ่านกระบวนการลองผิดลองถูกอย่างไม่หยุดยั้ง LaChappelle กล่าวถึงช่วงเวลานั้นว่า “ผมล้มเหลวอย่างหนักอยู่หลายครั้ง” แต่ความล้มเหลวเหล่านั้นกลับกลายเป็นส่วนสำคัญที่ช่วยให้เขาเรียนรู้และพัฒนา จนสามารถสร้างต้นแบบของมือหุ่นยนต์ที่ใช้งานได้จริงขึ้นมาได้ในที่สุด

ในที่สุด Easton LaChappelle ก็สามารถสร้าง ต้นแบบมือหุ่นยนต์แบบพื้นฐาน (Rudimentary Robotic Hand) ได้สำเร็จ อย่างไรก็ตามการพัฒนาอย่างจริงจังของเขาเริ่มต้นขึ้นในช่วง วันเกิดอายุครบ 16 ปี ซึ่งเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญที่กำหนดเส้นทางอนาคตของเขา ในเวลานั้น เขาได้ซื้อเครื่องพิมพ์สามมิติแบบเลเซอร์คัตที่ทำจากไม้ราคาประหยัด และเริ่มใช้งานมันแทบตลอดเวลา ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน (24/7) เพื่อพัฒนาแบบของเขาอย่างต่อเนื่อง เขาปรับปรุงการเคลื่อนไหวของ นิ้วแต่ละนิ้วของมือหุ่นยนต์ รวมถึงพัฒนานิ้วหัวแม่มือให้สามารถเคลื่อนไหวแบบ Opposable Thumb ซึ่งช่วยให้สามารถจับสิ่งของได้เหมือนมือมนุษย์ จากนั้นเขาเริ่มขยายการพัฒนาไปยังส่วนอื่นๆของแขน ไม่ว่าจะเป็น ท่อนแขน ข้อศอก และหัวไหล่ จนในที่สุดสามารถสร้างแขนหุ่นยนต์ที่สมบูรณ์ทั้งแขนได้สำเร็จ 🦾

Easton LaChappelle ได้นำแขนหุ่นยนต์ของเขาไปเข้าร่วมการแข่งขันงานวิทยาศาสตร์หลายรายการ และนั่นคือช่วงเวลาที่ชีวิตของเขาเริ่มเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็ว แขนหุ่นยนต์ที่มีลักษณะคล้ายอุปกรณ์ในภาพยนตร์ Transformer ซึ่งสามารถ ขว้างลูกเบสบอลและจับมือกับผู้คนได้ นั้น ดึงดูดความสนใจได้มากกว่าการทดลองภูเขาไฟจำลองที่มักพบในงานวิทยาศาสตร์ทั่วไปอย่างเห็นได้ชัด ไม่นานหลังจากนั้น LaChappelle ก็ได้รับโอกาสไปฝึกงานที่ NASA ต่อมาเขายังได้นำแขนหุ่นยนต์ของเขาไปจับมือกับ Barack Obama ที่ White House หลังจากนั้นไม่นาน LaChappelle ก็เริ่มเดินทางไปทั่วโลกเพื่อ บรรยายและกล่าวปาฐกถาพิเศษ (Keynote Speeches) เกี่ยวกับนวัตกรรม เทคโนโลยี และแรงบันดาลใจในการพัฒนาอวัยวะเทียมสมัยใหม่ 🌍

เหตุการณ์ทั้งหมดเกิดขึ้นในปี 2013 และแม้ว่าการได้รับความสนใจจากสื่อจะเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นสำหรับวัยรุ่นจากเมืองเล็กๆ แต่กลับมีช่วงเวลาที่เงียบสงบช่วงหนึ่งในปีนั้นที่สร้างผลกระทบต่อ Easton LaChappelle มากที่สุด “ผมอยู่ที่งาน Colorado State Science Fair” เขาเล่าย้อนความหลัง “ตอนนั้นผมสังเกตเห็นเด็กผู้หญิงตัวเล็ก ๆ คนหนึ่งกำลังดูการเคลื่อนไหวของนิ้วในแขนหุ่นยนต์ของผมอย่างตั้งใจ แล้วผมก็สังเกตว่าเธอกำลังสวม แขนเทียม (prosthesis) อยู่”

นั่นเป็นครั้งแรกในชีวิตของเขาที่ได้เห็นคนจริงๆ ที่ใช้อวัยวะเทียมประเภทนี้ ช่วงเวลาสั้น ๆ นี้กลายเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญ เพราะมันทำให้เขาเริ่มตระหนักว่า เทคโนโลยีที่เขาสร้างขึ้นไม่ได้เป็นเพียงโครงการด้านหุ่นยนต์เท่านั้น แต่ยังสามารถนำไปใช้เพื่อ ช่วยเหลือผู้คนที่สูญเสียอวัยวะให้มีคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้นได้จริง.

Easton LaChappelle เริ่มพูดคุยกับเด็กผู้หญิงคนนั้นและพ่อแม่ของเธอ เพื่อทำความเข้าใจว่าแขนเทียมของเธอทำงานอย่างไร สิ่งที่เขาได้เรียนรู้ในวันนั้นทำให้เขารู้สึกทั้ง ท้อใจและได้รับแรงบันดาลใจในเวลาเดียวกัน

เขาเล่าว่า
“ผมพบว่าแขนเทียมของเธอมีราคาสูงถึง 80,000 ดอลลาร์ แต่กลับมีเพียงกลไกหนีบง่ายๆเท่านั้น และในไม่ช้าก็จะใช้ไม่ได้แล้ว เพราะเด็กกำลังเติบโต ในขณะที่การผลิตแขนเทียมชิ้นนั้นใช้เวลาถึง หนึ่งปีเต็ม” “ผมคิดว่า มันเป็นไปได้ยังไง? ในขณะที่ผมสร้างแขนหุ่นยนต์ของตัวเองในห้องนอนด้วยงบเพียง 300 ดอลลาร์ เท่านั้น”

สำหรับเขา เรื่องนี้เป็นสิ่งที่ ยอมรับไม่ได้ และช่วงเวลานั้นเองที่กลายเป็น “Aha Moment” หรือจุดเปลี่ยนสำคัญที่ทำให้เขาตัดสินใจมุ่งมั่นพัฒนาเทคโนโลยีอวัยวะเทียมที่มีราคาถูกลง เข้าถึงได้มากขึ้น และสามารถช่วยเหลือผู้คนจำนวนมากได้จริง

หนึ่งเดือนหลังจากช่วงเวลาสำคัญนั้น Easton LaChappelle ได้รับเชิญให้ขึ้นเวทีบรรยายในงาน TEDx ที่เมือง Denver, Colorado ในการบรรยายครั้งนั้น เขาพูดถึงศักยภาพของ อวัยวะเทียมแบบเฉพาะบุคคลที่มีราคาจับต้องได้ ซึ่งสร้างความประทับใจให้กับผู้ฟังอย่างมากจนได้รับการยืนขึ้นปรบมือ (Standing Ovation) จากผู้เข้าร่วมงาน

หลังจากการบรรยายไม่นาน เขาได้รับโทรศัพท์จาก Tony Robbins นักพูดสร้างแรงบันดาลใจและโค้ชชีวิตที่มีชื่อเสียงระดับโลก LaChappelle เล่าว่า Robbins กล่าวกับเขาว่า “ผมช่วยผู้คนทั่วโลกในด้านจิตใจมาโดยตลอด แต่ผมอยากช่วยพวกเขาในด้านร่างกายด้วยเสมอ และคุณคือคนที่จะทำสิ่งนั้นได้”

ในเดือน กุมภาพันธ์ ปี 2014 เพียงสองเดือนหลังจากวันเกิดอายุครบ 18 ปี ของ LaChappelle Robbins ได้ให้เงินทุนเริ่มต้น (Startup Capital) เพื่อเปิดตัวบริษัท Unlimited Tomorrow อย่างเป็นทางการ 🚀

อย่างไรก็ตาม Easton LaChappelle ก็เรียนรู้อย่างรวดเร็วว่า แม้แขนหุ่นยนต์ของเขาจะมีความก้าวหน้าเพียงใด แต่หากต้องการสร้างการเปลี่ยนแปลงในตลาดอวัยวะเทียมสำหรับแขน เขาจำเป็นต้องยกระดับนวัตกรรมไปให้ไกลยิ่งกว่าเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกลุ่มผู้ป่วยที่เขาตั้งใจจะช่วยเหลือมากที่สุด นั่นคือ เด็กๆ เช่นเดียวกับเด็กหญิงวัยเจ็ดขวบที่สร้างแรงบันดาลใจให้กับเขาในวันนั้น ความท้าทายสำคัญคือการพัฒนาเทคโนโลยีอวัยวะเทียมที่ มีราคาจับต้องได้ ใช้งานได้จริง และสามารถปรับให้เหมาะกับผู้ใช้แต่ละคนได้ เพื่อให้เด็กที่กำลังเติบโตสามารถเข้าถึงอวัยวะเทียมที่มีคุณภาพ โดยไม่ต้องเผชิญกับต้นทุนที่สูงหรือกระบวนการผลิตที่ใช้เวลานานเหมือนในระบบแบบดั้งเดิม

หนึ่งในความท้าทายสำคัญคือ น้ำหนักของอุปกรณ์ โดยแขนหุ่นยนต์ที่ Easton LaChappelle สร้างขึ้นนั้นมีน้ำหนักถึง 8 ปอนด์ (ประมาณ 3.6 กิโลกรัม) ขณะที่แขนเทียมสำหรับเด็กทั่วไปจะมีน้ำหนักอยู่ที่ประมาณ 2.5 ถึง 4 ปอนด์ (ประมาณ 1.1–1.8 กิโลกรัม) และแม้จะเบาในระดับนั้น ก็ยังถือว่า หนักเกินไปสำหรับเด็กจำนวนมาก Sean Jones รองประธานฝ่ายพัฒนาธุรกิจของ Unlimited Tomorrow กล่าวว่า “สถิติที่น่าเศร้าคือ ครึ่งหนึ่งของผู้ที่มีแขนเทียม ไม่ได้สวมใส่มันจริงๆ” ประเด็นนี้สะท้อนให้เห็นว่า การออกแบบอวัยวะเทียมไม่ได้ขึ้นอยู่กับแค่การใช้งานได้เท่านั้น แต่ยังต้องคำนึงถึง ความสบาย น้ำหนัก และการใช้งานจริงในชีวิตประจำวัน เพื่อให้ผู้ใช้ยอมรับและใช้งานได้อย่างต่อเนื่อง

อีกหนึ่งปัญหาสำคัญคือเรื่องของเวลาและการเติบโตของเด็ก เด็กๆจะโตเร็วมากจน แขนเทียมที่ใช้งานอยู่เล็กเกินไปแทบจะเร็วพอๆ กับการเปลี่ยนรองเท้า ทำให้บางคนต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ถึง 4–5 ครั้งก่อนจะเข้าสู่วัยผู้ใหญ่ โดยแต่ละชิ้นมีราคาสูงถึงประมาณ 80,000 ดอลลาร์ นอกจากนี้ กระบวนการสั่งทำและปรับอุปกรณ์ให้พอดีกับร่างกาย (Fitting) ยังใช้เวลานาน โดยอาจใช้เวลาถึง 6 เดือน ซึ่งหมายความว่าเมื่อเด็กได้รับแขนเทียมใหม่ ก็อาจจะโตเกินขนาดของมันไปแล้ว ปัญหานี้สะท้อนให้เห็นถึงข้อจำกัดของระบบแบบดั้งเดิม ที่ทั้ง มีต้นทุนสูง ใช้เวลานาน และไม่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของร่างกายผู้ใช้งาน โดยเฉพาะในกลุ่มเด็กที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว

การลดน้ำหนักของอุปกรณ์และการเร่งกระบวนการพัฒนาเป็นเพียง สองความท้าทายด้านเทคนิค ที่ Unlimited Tomorrow ต้องเผชิญ ขณะที่การลดต้นทุนอันสูงมากของแขนเทียมก็เป็นอีกหนึ่งโจทย์สำคัญ อย่างไรก็ตาม Easton LaChappelle และทีมวิศวกรยังต้องรับมือกับความท้าทายที่สำคัญไม่แพ้กัน นั่นคือ การออกแบบอุปกรณ์ที่ผู้ใช้งาน โดยเฉพาะเด็กๆรู้สึกมั่นใจและอยากสวมใส่ ไม่ใช่แค่ใช้งานได้ดีเท่านั้น แต่ยังต้องตอบโจทย์ด้านความรู้สึกอีกด้วย

Sean Jones อธิบายว่า “สำหรับเด็กบางคน ประโยชน์ของแขนเทียมคือด้านการใช้งาน พวกเขาอยากทำสิ่งที่ไม่เคยทำได้มาก่อน แต่สำหรับบางคน มันคือเรื่องของจิตใจ พวกเขาอยาก กลมกลืนและเข้ากับคนรอบข้างได้” ด้วยเหตุนี้ ทีมงานจึงตระหนักตั้งแต่เนิ่น ๆ ว่าจำเป็นต้องพัฒนา อวัยวะเทียมแบบเฉพาะบุคคล (Personalized Prosthesis) ที่มีลักษณะ ใกล้เคียงกับแขนจริงของผู้ใช้งานอีกข้างมากที่สุด แนวคิดนี้ไม่เพียงช่วยเพิ่มความสมจริง แต่ยังช่วยเสริมความมั่นใจและคุณภาพชีวิตของผู้ใช้งานในระยะยาวอีกด้วย

ก้าวมาถึงปี 2019 เมื่อ Unlimited Tomorrow เปิดตัว TrueLimb ซึ่งถือเป็นอวัยวะเทียมแบบหลายข้อต่อ (Multi-articulating) รุ่นแรกของอุตสาหกรรมที่มีทั้ง น้ำหนักเบา ราคาจับต้องได้ และมีรูปลักษณ์สมจริง TrueLimb มีน้ำหนักเพียง 1.1 ปอนด์ (ประมาณ 0.5 กิโลกรัม) ซึ่งเบากว่าแขนเทียมสำหรับเด็กทั่วไปถึงประมาณ 3 ปอนด์ อุปกรณ์นี้ถูกออกแบบให้ เฉพาะบุคคลอย่างแท้จริง ตั้งแต่ขนาด สีผิว ไปจนถึงรายละเอียดอย่างเล็บมือ เพื่อให้ใกล้เคียงกับแขนจริงของผู้ใช้งานมากที่สุด

ในด้านราคา TrueLimb มีค่าใช้จ่ายประมาณ 8,000 ดอลลาร์ ซึ่งต่ำกว่าทางเลือกแบบดั้งเดิมอย่างมาก และที่น่าทึ่งที่สุดคือ เด็กๆสามารถได้รับอุปกรณ์นี้ภายในเวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์ โดยไม่จำเป็นต้องออกจากบ้านเลย นวัตกรรมนี้สะท้อนให้เห็นถึงการผสานระหว่างเทคโนโลยี การออกแบบ และความเข้าใจผู้ใช้งาน เพื่อสร้างโซลูชั่นที่ทั้ง เข้าถึงได้ ใช้งานได้จริง และตอบโจทย์ด้านจิตใจ ไปพร้อมกัน 🌍

แล้วอะไรคือปัจจัยที่ทำให้ Easton LaChappelle และทีมงานสามารถพลิกโฉมอุตสาหกรรมอวัยวะเทียมได้อย่างรวดเร็วและชัดเจนเช่นนี้? คำตอบคือการผสานกันของ เทคโนโลยีขั้นสูงหลายด้าน เข้าด้วยกันอย่างลงตัว ได้แก่ การสแกน 3 มิติจากระยะไกล (Remote 3D Scanning) ช่วยให้สามารถเก็บข้อมูลสรีระของผู้ใช้งานได้อย่างแม่นยำ โดยไม่ต้องเดินทางไปคลินิก เทคโนโลยีเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Sensing) ช่วยให้แขนเทียมสามารถตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวและคำสั่งของผู้ใช้งานได้อย่างเป็นธรรมชาติ การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing / 3D Printing) ทำให้สามารถผลิตอุปกรณ์ได้รวดเร็ว ปรับแต่งเฉพาะบุคคล และลดต้นทุนได้อย่างมาก การรวมกันของเทคโนโลยีเหล่านี้ ทำให้ Unlimited Tomorrow สามารถสร้างโซลูชันที่ เร็วกว่า ถูกกว่า และดีกว่า แนวทางแบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ และนี่คือหัวใจสำคัญที่ทำให้พวกเขาสามารถ Disrupt อุตสาหกรรมอวัยวะเทียม ได้ในระยะเวลาอันสั้น 🚀

แนวทางแบบ Direct-to-Consumer ของ Unlimited Tomorrow ถูกออกแบบให้เริ่มต้นและสิ้นสุดทั้งหมดภายในบ้านของผู้ใช้งาน

กระบวนการทำงานมีขั้นตอนดังนี้

• บริษัทจัดส่ง อุปกรณ์สแกน 3 มิติ (3D Scanner) ไปยังผู้ใช้งาน
• เพื่อนหรือสมาชิกในครอบครัวช่วยทำการสแกนแขนที่เหลืออยู่ (Residual Limb)
• ผู้ใช้งานถ่ายภาพแขนอีกข้างเพื่อใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการออกแบบให้สมจริง
• จากนั้นผู้ใช้งานสามารถเลือกเฉดสีผิวได้จากมากกว่า 450 โทนสี
• เมื่อรวบรวมข้อมูลทั้งหมดแล้ว จะส่งกลับไปยังบริษัท

หลังจากนั้น Unlimited Tomorrow จะทำการผลิต TrueLimb ด้วยเทคโนโลยี 3D Printing และจัดส่งให้ถึงผู้ใช้งาน ผลลัพธ์คือผู้ใช้งานจะได้รับอวัยวะเทียมที่ออกแบบเฉพาะบุคคล เร็วขึ้นถึง 5 เท่า เมื่อเทียบกับกระบวนการแบบดั้งเดิม โมเดลนี้ไม่เพียงช่วยลดเวลาและต้นทุน แต่ยังยกระดับประสบการณ์ของผู้ใช้งานให้ สะดวก เข้าถึงง่าย และเป็นส่วนตัวมากยิ่งขึ้น อีกด้วย 🚀

แม้ว่าความสำเร็จของ TrueLimb จะขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีหลากหลายด้าน โดยเฉพาะ เทคโนโลยีตรวจจับสัญญาณกล้ามเนื้อ (Muscle Sensing Technology) ที่พัฒนาเฉพาะของ Unlimited Tomorrow ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถควบคุมการจับแบบหลายรูปแบบ (Multi-grip) และการเคลื่อนไหวของนิ้วแต่ละนิ้วได้อย่างอิสระ แต่การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing / 3D Printing) ก็ถือเป็นอีกหนึ่งองค์ประกอบสำคัญที่ขาดไม่ได้

Easton LaChappelle อธิบายว่า “ผมผลักดันขีดความสามารถของการพิมพ์สามมิติมาตลอด ตั้งแต่สมัยที่ผมยังใช้เครื่องพิมพ์ราคาถูกในห้องนอน เราลองใช้เครื่องจักรมาหลากหลายตลอดหลายปีที่ผ่านมา แต่ก็ยังประสบปัญหาในการหาเครื่องที่ทั้ง มีความทนทานเพียงพอสำหรับการใช้งานจริงของผู้ป่วย และในขณะเดียวกันก็สามารถ ปรับแต่งให้มีความสมจริงและกลมกลืนได้ตามความต้องการเฉพาะบุคคล” ความท้าทายนี้สะท้อนให้เห็นว่า แม้เทคโนโลยี 3D Printing จะมีศักยภาพสูง แต่การนำมาใช้งานในระดับผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์จริง จำเป็นต้องตอบโจทย์ทั้ง ความแข็งแรง ความแม่นยำ และความเป็นส่วนบุคคล ไปพร้อมกัน

จุดเปลี่ยนสำคัญเกิดขึ้นเมื่อ Unlimited Tomorrow ได้นำเครื่องพิมพ์สามมิติ HP Jet Fusion 580 Color 3D Printer เข้ามาใช้งาน

Easton LaChappelle กล่าวว่า “เราเป็นบริษัทแรกในสหรัฐอเมริกาที่ได้รับเครื่องรุ่น 580 นี้ และน่าจะเป็นหนึ่งในผู้ใช้งานที่มีประสบการณ์กับเครื่องนี้มากที่สุดในโลก มันมอบการผสมผสานที่ลงตัวระหว่าง ความแข็งแรงของวัสดุ (Material Strength) และ ความแม่นยำของสี (Color Precision)” การนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ช่วยให้บริษัทสามารถผลิต TrueLimb ที่มีทั้งความทนทานเพียงพอสำหรับการใช้งานจริงในชีวิตประจำวัน และมีรูปลักษณ์ที่สมจริง กลมกลืนกับร่างกายของผู้ใช้งาน ซึ่งเป็นอีกหนึ่งก้าวสำคัญที่ทำให้สามารถยกระดับทั้ง คุณภาพผลิตภัณฑ์และประสบการณ์ของผู้ใช้งานได้อย่างชัดเจน

แม้ว่า Unlimited Tomorrow จะสามารถผสานเทคโนโลยีล้ำสมัยต่าง ๆ เข้าด้วยกันได้สำเร็จ แต่บริษัทยังคงเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคที่สำคัญ ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการขยายตลาดของ TrueLimb ความท้าทายหลักนั้นอยู่ที่ “ซ็อกเก็ต (Socket)” ซึ่งเป็นส่วนที่ใช้เชื่อมต่อแขนเทียมเข้ากับแขนที่เหลืออยู่ของผู้ใช้งาน

ซ็อกเก็ตนี้ถือเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของแขนเทียม เนื่องจาก:

• เป็นตำแหน่งที่ติดตั้ง เซ็นเซอร์ สำหรับควบคุมการเคลื่อนไหวของมือ
• มีบทบาทโดยตรงต่อ ความสบายในการสวมใส่ (Comfort)
• ส่งผลต่อการใช้งานในชีวิตประจำวันอย่างต่อเนื่อง

หากซ็อกเก็ตไม่พอดีหรือไม่สบาย ผู้ใช้งานอาจไม่สามารถใส่แขนเทียมได้เป็นเวลานาน ซึ่งกลายเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการยอมรับและการใช้งานจริงของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นแม้เทคโนโลยีส่วนอื่นจะก้าวหน้าเพียงใด การออกแบบซ็อกเก็ตให้ พอดี สบาย และแม่นยำเฉพาะบุคคล ยังคงเป็นโจทย์สำคัญที่บริษัทต้องแก้ไขเพื่อให้ผลิตภัณฑ์สามารถขยายสู่ผู้ใช้งานในวงกว้างได้สำเร็จ

ทีมวิศวกรของ Unlimited Tomorrow กำลังเจอปัญหาใหญ่ในขั้นตอนการออกแบบ ซ็อกเก็ตแบบเฉพาะบุคคล (custom socket) ซึ่งเป็นหัวใจของความสบายในการใช้งาน Matt Landolfa หัวหน้าวิศวกรออกแบบเครื่องกล อธิบายถึง workflow เดิมว่า:

• เริ่มจากการ สแกน 3D แขนส่วนที่เหลือของผู้ใช้งาน
• นำไฟล์เข้าไปในโปรแกรม CAD
• ใช้ โมเดลซ็อกเก็ตแบบมาตรฐาน (generic model) มาประกบ
• จากนั้นต้องใช้ ซอฟต์แวร์อีกตัวหนึ่ง เพื่อปรับ (morph) โมเดลให้เข้ากับรูปทรงจริง

ปัญหาของกระบวนการนี้คือ:

• ⏱️ ใช้เวลานานมาก (หลายขั้นตอน หลายโปรแกรม)
• 🔧 แก้ไขยาก เมื่อได้ผลลัพธ์ออกมาแล้ว
• 🔁 ต้อง ทำซ้ำหลายรอบ เพราะไม่มีความแน่นอนว่าจะได้ผลลัพธ์ที่ดี
• ❌ ไม่มี guarantee ว่าครั้งถัดไปจะได้ fitting ที่แม่นยำเหมือนเดิม

สรุปคือ workflow เดิม “ไม่ scalable” สำหรับโมเดลธุรกิจแบบ personalized + direct-to-consumer ของ TrueLimb

ปัญหานี้เองกลายเป็น “คอขวด” สำคัญ ที่ทำให้บริษัทต้องมองหาโซลูชั่นใหม่ที่:

• เร็วกว่า
• แม่นยำกว่า
• และสามารถปรับแก้ได้แบบยืดหยุ่นในระบบเดียว

ด้วยจำนวนลูกค้าของ Unlimited Tomorrow ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง (และมีแนวโน้มจะเพิ่มมากขึ้นอีกในอนาคต) การลดจำนวน ซ็อกเก็ตต้นแบบ (test sockets) จึงกลายเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งต่อการขยายธุรกิจ

ในกระบวนการเดิม:

• ต้องผลิตซ็อกเก็ตทดลองหลายชิ้นเพื่อหาความพอดี
• ใช้เวลาและต้นทุนสูง
• ทำให้การส่งมอบให้ลูกค้าช้าลง

ซึ่งสิ่งนี้ขัดกับโมเดลของ TrueLimb ที่เน้นทั้ง ความเร็ว (weeks not months) และ ความเป็น personalized ดังนั้น สิ่งที่บริษัทต้องการคือซอฟต์แวร์ที่สามารถ:

• 🎯 ออกแบบซ็อกเก็ตให้ พอดีตั้งแต่ครั้งแรก (first-time-right)
• ⚡ ลดการทำ prototype ซ้ำหลายรอบ
• 🔄 ปรับแก้แบบได้ง่ายและรวดเร็ว
• 📈 รองรับการผลิตในระดับ scale ได้จริง

สรุปคือ ไม่ใช่แค่ “ออกแบบได้” แต่ต้อง ออกแบบได้แม่นยำ + เร็ว + ทำซ้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ นี่คือจุดที่ทำให้บริษัทต้องมองหาโซลูชั่น CAD/CAE ที่ทรงพลังมากขึ้น เพื่อเปลี่ยน workflow จาก trial-and-error ไปเป็น data-driven และ predictable process

Easton LaChappelle ยอมรับตรง ๆ ว่าในตอนแรกเขา ไม่เชื่อเลย ว่าจะมีซอฟต์แวร์ตัวไหนในตลาดแก้ปัญหานี้ได้ จุดเปลี่ยนเกิดขึ้นเมื่อเขาได้พบกับผู้บริหารจาก Siemens AG ในงานประชุมหนึ่ง ซึ่งนำไปสู่การนัดพูดคุยกับทีมพัฒนาผลิตภัณฑ์ของ Siemens NX ในการคุยกันครั้งแรก LaChappelle พูดแบบไม่อ้อมค้อมว่า: “ผมไม่คิดว่า NX หรือ CAD ตัวไหนจะช่วยเราได้ เพราะสิ่งที่เราต้องการมันยากมากจริง ๆ”

สิ่งที่คำพูดนี้สะท้อนคือ:

• 🔬 ปัญหาที่ Unlimited Tomorrow เจอ ไม่ใช่โจทย์ CAD ทั่วไป
• 🧠 เป็นการผสมกันของ geometry ที่ซับซ้อน + personalization ระดับสูง + ความแม่นยำทางการแพทย์
• ⚙️ ต้องการ workflow ที่ไม่ใช่แค่ “ออกแบบได้” แต่ต้อง predictable และ scalable

ความน่าสนใจคือ แม้จะเริ่มจากความไม่เชื่อ แต่การสนทนาครั้งนั้นกลับกลายเป็นจุดเริ่มต้นของโซลูชั่นที่ “เปลี่ยนเกม” สำหรับการออกแบบซ็อกเก็ตเฉพาะบุคคล

Siemens NX ไม่ได้เป็นแค่ซอฟต์แวร์เดี่ยว ๆ แต่เป็นส่วนหนึ่งของแพลตฟอร์มขนาดใหญ่ของ Siemens AG ที่เรียกว่า Siemens Xcelerator แพลตฟอร์มนี้รวมเอา: Software (เช่น CAD / CAE / CAM), Hardware และ Services เข้าไว้ด้วยกันใน ecosystem เดียว

ในช่วงไม่กี่เดือนถัดมา ทีมวิศวกรของ Siemens AG ได้พิสูจน์ให้ LaChappelle เห็นว่าเขาคิดผิด โดยทำงานร่วมกับทีมวิศวกรรมของ Unlimited Tomorrow ที่ปรึกษาของ Siemens ได้พัฒนาโซลูชั่นโดยใช้ซอฟต์แวร์ NX Product Template Studio

โซลูชั่นใหม่นี้ผสาน:

• ⚙️ การปรับให้เหมาะสมแบบอัตโนมัติ (Automated Optimization)
• 📐 การออกแบบเชิงพารามิเตอร์ตามกฎ (Rules-based Parametric Design)

เข้าด้วยกัน เพื่อให้ Matt Landolfa และทีมงานสามารถควบคุมรูปทรงของ socket ได้อย่างแม่นยำและยืดหยุ่นมากยิ่งขึ้น หนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ทำให้ workflow การออกแบบ socket แบบใหม่นี้ประสบความสำเร็จ ตามคำกล่าวของ Matt Landolfa คือ ความเชื่อมโยงกันของเรขาคณิต (associativity of the geometry)

“เนื่องจากโซลูชั่นทั้งหมดอยู่ในระบบเดียวกัน หากเราต้องการปรับแก้รายละเอียดเล็กน้อย เราไม่จำเป็นต้องเริ่มกระบวนการใหม่ทั้งหมดเหมือนในอดีต”

ความเรียบง่ายของระบบถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อธุรกิจของ Unlimited Tomorrow เมื่อบริษัทขยายการดำเนินงานเพื่อรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้น พวกเขามีแผนที่จะลดบทบาทการกำกับดูแลโดยวิศวกรที่ใช้ Siemens NX และเปลี่ยนให้ บุคลากรทางการแพทย์ (clinicians) เป็นผู้ใช้งานซอฟต์แวร์โดยตรงแทน (เปลี่ยนจาก “Engineer-driven” → “Clinician-driven”)

อย่างไรก็ตาม ประโยชน์ที่ใหญ่ที่สุดของแนวทางใหม่ในการพัฒนา socket ด้วย Siemens NX คือ ระดับของคุณภาพและความสม่ำเสมอ (quality & consistency) ที่สามารถสร้างได้ “LaChappelle กล่าวว่า “กระบวนการพัฒนา socket ที่ขับเคลื่อนด้วย NX ได้สร้างผลกระทบแบบลูกโซ่ (ripple effect) ไปทั่วทั้งบริษัท” “เรากำลังขยายการใช้งานซอฟต์แวร์นี้ เพื่อให้สามารถ ทำงานอัตโนมัติ (automate) และ ยกระดับการดำเนินงาน (enhance operation) ของเราได้มากยิ่งขึ้น”

พลังของ Siemens NX สำหรับงานแบบ scan-to-print ที่ปรับให้เหมาะกับแต่ละบุคคล (personalized) ไม่ใช่ข้อดีเพียงอย่างเดียวที่ Unlimited Tomorrow ได้รับ ซอฟต์แวร์ NX Additive Manufacturing ยังสามารถเชื่อมต่อกับเครื่องพิมพ์ 3D ของ HP Inc. ได้อย่างแน่นแฟ้น และถูกปรับแต่งมาเพื่อรองรับการผลิตแบบอุตสาหกรรม (industrialized additive manufacturing)

สำหรับ Matt Landolfa ผลลัพธ์ของ NX นั้น “สัมผัสได้อย่างชัดเจน”: “NX ให้ผลงานจากเครื่อง HP Jet Fusion 580 ที่เรียบเนียนกว่ามาก” “เรามุ่งมั่นที่จะมอบ TrueLimb ที่ให้ความรู้สึกเป็นธรรมชาติและมีความสวยงามแก่ลูกค้า ซอฟต์แวร์เดิมของเราจะมองเห็นเป็นเหลี่ยม (facets) บนชิ้นงานพิมพ์ 3D แต่กับ NX จะไม่เป็นเช่นนั้น ด้วยความแม่นยำของเรขาคณิต ทำให้ได้ผิวงานที่สมจริงยิ่งขึ้น”

• 🧩 เชื่อมต่อ Software ↔ Hardware ได้แบบ seamless
• 🏭 รองรับ การผลิตระดับอุตสาหกรรม (industrial scale)
• 🎨 ผิวงานเนียนขึ้น → เพิ่มความ “realistic”
• 🦾 สำคัญมากสำหรับ prosthetic ที่ต้อง “ดูเหมือนจริง”

สิ่งนี้ไม่ได้จำกัดอยู่แค่ socket ของ TrueLimb เท่านั้น แต่ครอบคลุมไปถึง ทุกชิ้นส่วนของแขนเทียมทั้งหมด Unlimited Tomorrow กำลังอยู่ในกระบวนการย้ายการออกแบบทุกชิ้นส่วนเข้าสู่สภาพแวดล้อมของ Siemens NX อย่างเต็มรูปแบบ นอกจากนี้พวกเขายังเริ่มสำรวจความสามารถด้าน automated nesting ของ NX อีกด้วย

LaChappelle กล่าวว่า “เรากำลังจะก้าวเข้าสู่ช่วงของการขยายกำลังการผลิตแบบก้าวกระโดด”

“ก่อนจะไปถึงจุดนั้น เราจำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพ (optimize) throughput ของเครื่อง HP Jet Fusion 580 ของเรา — และนั่นคือจุดที่ automatic nesting จะเข้ามามีบทบาท”

อนาคตของ Unlimited Tomorrow จะเป็นอย่างไร?

Easton LaChappelle ซึ่งมีอายุครบ 25 ปีในช่วงปลายปี 2020 มีเป้าหมายที่ทะเยอทะยานอย่างมาก “ถ้าคุณบอกผมเมื่อเจ็ดปีก่อน ตอนที่ผมยังอยู่คนเดียวในห้องนอน กำลังสร้างแขนกลชิ้นแรก ว่าวันหนึ่งผมจะมาถึงจุดนี้ได้ ผมคงไม่เชื่อแน่นอน แต่ตอนนี้ หลังจากผ่านประสบการณ์ทั้งหมดมาแล้ว ผมมีความตั้งใจมากขึ้นกับสิ่งที่เราสามารถทำได้ เรามักจะตั้งคำถามพื้นฐานนี้อยู่เสมอว่า: ‘เราจะสร้างธุรกิจอย่างไร เพื่อให้สามารถสร้างผลกระทบต่อผู้พิการแขนกว่า 40 ล้านคนทั่วโลกได้?’

❤️ ไม่ใช่แค่ “device” แต่คือ “คุณภาพชีวิต”

“นี่คือเกมใหญ่ (larger play) ของเรา และนั่นหมายถึงการ เร่งขยายการดำเนินงาน (ramp up operations) อย่างมีนัยสำคัญ เราจะต้องพึ่งพาเทคโนโลยีอย่าง 3D printing และซอฟต์แวร์ด้าน additive manufacturing เพื่อให้สามารถก้าวทันการเติบโตของเราในเส้นทางนี้”

กระบวนการพัฒนา socket ที่ขับเคลื่อนด้วย Siemens NX ได้สร้าง ผลกระทบแบบลูกโซ่ (ripple effect) ไปทั่วทั้งองค์กรของ Unlimited Tomorrow

“เรากำลังขยายแนวทางการใช้งานซอฟต์แวร์นี้ เพื่อให้สามารถ เพิ่มระดับการทำงานอัตโนมัติ (automate) และ ยกระดับประสิทธิภาพการดำเนินงาน (enhance operation) ของเราได้มากยิ่งขึ้น”