PSYONIC のアジャイル製造:バイオニック ハンドを手頃な価格でアクセスしやすくする

「患者のわずか 10% から 75% にアクセスを拡大することで、私たちが手をもっとアクセスしやすくすることができた理由の 1 つは、私たちの手の生産コストを劇的に下げることができたからです。そして、その大きな要素の 1 つは 3D プリンティングでした。」

Aadeel Akhtar 博士、PSYONIC 創設者兼 CEO

PSYONIC が最初にアビリティ ハンドを導入したとき、その目標は単により速く、より高性能な生体肢を構築することではなく、より多くの人が実際に購入してアクセスできる生体肢を作ることでした。その目標には、耐久性、軽量、細かい公差、そして保険とメディケアによる厳しいコスト目標という厳しい制約が伴いました。 Formlabs 3D プリンターなどの最先端ツールの助けを借りて、わずか数年で、PSYONIC はその目標に向かって真の進歩を遂げました。 

2022 年に最後に PSYONIC と話をして以来、彼らはイリノイ州の 7 人チームからサンディエゴの 50 人以上のチームに成長し、社内製造を 5 倍以上に拡大し、パートナーシップを構築し、市場最速のバイオニック ハンドであるアビリティ ハンドに機能を追加しました。 

この成長は、迅速な反復、垂直統合、柔軟なツールを中心に構築された機敏な生産モデルによって可能になりました。社内 3D プリンティングにより、PSYONIC はコストを低く抑え、品質を高く保ちながら、プロトタイピング、ツール、最終用途の生産の間を迅速に移行できるようになりました。

「3D プリンティングは当社全体の実現を可能にし、当社の形成にとって極めて重要でした。当社は 9 世代を超えるアビリティ ハンドを経験してきましたが、それらはすべて、完全に 3D プリントされた最初の 4 ～ 5 世代を含め、長年にわたりさまざまな形で 3D プリントされてきました。これにより、当社への参入障壁が低くなりました。」

Aadeel Akhtar 博士、PSYONIC 創設者兼 CEO

PSYONIC のアビリティ ハンドは、軽くて耐久性のあるバイオニック ハンドであり、タッチ フィードバックを提供する最初の製品です。現在、NASA、メタ、グーグル、アマゾン、ヘキサゴンを含む50社以上の産業用ロボット大手企業のロボットに加えて、250人以上が使用しているアビリティハンドは、患者も利用可能であり、メディケアの対象となっている。社内 3D プリントは PSYONIC の垂直統合の一部であり、コストを削減することで、アビリティ ハンドをより手頃な価格にすると同時に、より迅速な反復を可能にします。

PSYONIC のクリエイティブ マーケティング マネージャーである Dale DiMassi が、特別に作られた透明なアビリティ ハンドを使用してタッチ フィードバックをデモンストレーションします。

透明な手の手のひらは BioMed 耐久性樹脂で 3D プリントされ、LED が指のフィードバックを表示し、振動としてユーザーに伝えられます。

PSYONIC は、NASA、Meta、Google、Amazon、Hexagon など、50 以上のトップ ロボット企業と協力しています。

人間のアビリティ ハンド ユーザーからのフィードバックもロボット工学の応用を推進し、イノベーションを促進します。

ハンドの素材を選択する際には、耐久性、コスト、重量が重要です。 「私たちは常にプロトタイプを迅速に作成し、3D プリント材料から複合材料、さまざまなシリコーンに至るまで、あらゆる種類の材料を試しています。引き裂き抵抗、材料の脆さ、耐衝撃性などをチェックしています。また、どれだけ入手しやすいかということも確認しています。メディケアにカバーしてもらえるほどの低コストで多くの材料を製造できるでしょうか?」とアクタル氏は言います。 

体重 重要です。アビリティハンドは人間の手よりも軽い必要があり、約 520 グラムです。 Aadeel 氏は、「腕を入れるソケットに置くと、ほぼ 2 倍の重さに感じることがあります。そのため、ユーザーが必要とするパフォーマンスを確実に提供できるようにしたいと考えています。」と述べています。軽量の 3D プリント素材のおかげもあって、アビリティ ハンドの重さはわずか 490 グラムです。

コスト アクセシビリティに関しては重要です。 PSYONIC はコストを低く抑えることで、被保険者のわずか 10% から 75% までアクセスを拡大しました。コスト効率は、機敏な社内製造と慎重な材料の選択によってもたらされます。 

耐久性 アビリティ ハンドの寿命が保証されることは、医療保険の適用範囲と、タッチ感度とフィードバックの提供に必要なテクノロジーの保護にとって重要です。

「食料品を運んだり、土のうを持ち歩いたりするとき、手はまったく疲れたり疲れたりしません。その重さを快適に運ぶことができ、手はそれに耐えます。私は、手で限界まで挑戦することがどのようなものかを示すデモンストレーションもいくつか行いました。私たちはこの手で野球をしたり、ボードをパンチしたり、空手のデモンストレーションや重量挙げを行ったりしました。手で90ポンドのケトルベルを持ち上げました。そして、この手だけでさまざまなことができます。食料品を運ぶ日常的なものから、手でできることの限界を実際に押し上げる、より極端なものまで。」

- Dale DiMassi 氏、PSYONIC クリエイティブ マーケティング マネージャー

オースティンは、さまざまな Formlabs SLA マテリアルでプロトタイプを示しています。左から右へ、Tough 1500 レジン、リジッド 10K レジン、Tough 1500 レジン、BioMed Durable レジン。

「Formlabs マテリアルの使用は、手のさまざまな内部コンポーネントを迅速に反復するために非常に重要でした。特に、FDM から始めて、非常に小さなギアとモーターをコンパクトなスペースに組み立てるのに必要な微細な公差を得ることができなかったときです。」

Aadeel Akhtar 博士、PSYONIC 創設者兼 CEO

Tough 1500 樹脂、Tough 2000 樹脂、BioMed Durable 樹脂、および Rigid 10K 樹脂を含む樹脂により、PSYONIC は耐衝撃性または耐熱性を備えた金型と内部コンポーネントを開発できます。 「私たちが炎のボード割りや腕相撲をした手のすべての中に、Formlabs が印刷したコンポーネントが組み込まれていました。これは、素材の強度と、それを使って何ができるのかをまさに証明していました。」とアクタル氏は言います。

PSYONIC は常にアビリティ ハンドを社内で製造してきました。これは成長しても変わりません。ただし、製造の様子は変わりました。 

2025 年の初め、PSYONIC は月に約 20 個の針を製造していました。 8 か月後、生産量は 5 倍に増加しました。PSYONIC は世界中で手を失っている 1,000 万人にアビリティ ハンドを提供するとともに、ロボット工学用のハンドの需要の高まりに応えるべく努力しており、生産量は増加し続けています。

PSYONIC のサンディエゴ製造フロアには、継続的な成長の余地があります。

コストを低く抑えるために、どの部品を外注し、どの部品を内製するかが常に再評価されます。一部の型は元々 3D プリントで作成され、後に外部委託されアクリルから機械加工されました。ただし、社内でのアジャイル生産の利点は、部品の設計変更やベンダーの問題が生産に影響を与えないことを意味します。 

下の写真にある Tough 1500 樹脂のような組み立て用のジグは 3D プリントされており、新しいジグが必要になった場合にはオースティンがジグを再印刷します。 3D プリント製造機能により、部品をアウトソーシングする場合と比較して生産が合理化され、タイムラインが短縮されます。さらに、新しいバージョンやワークフローによる変更は、外注部品を待つ必要がなく、印刷することで簡単に実装できます。

ジグは、ポリプロピレン (PP) に匹敵する強度、剛性、靭性を備えた素材である Tough 1500 樹脂の Form 4 に 3D プリントされています。

PSYONIC は、アクセシブルな手の製造を反復および拡張することに加えて、手首、肘、膝、足首を含む次世代のバイオニック四肢に加えて、より微細な制御と感覚を可能にする埋め込み電極と骨統合に向けて急速に取り組んでいます。 

アクタル氏は、「私たちは、人間の思考によって直接制御される新世代のバイオニック手足のロックを解除しようとしています。私たちが人間側で行う進歩は、ロボットに物事をより良く行う方法を教えることもできます。これは両者の共生関係です。」と述べています。 

Formlabs 3D プリンタを調べるか、営業担当者に問い合わせて詳細を確認するか、無料のサンプル部品をリクエストして Formlabs の材料をご自身で評価してください。

アビリティハンドを市場で最もアクセスしやすいハンドにすることに加えて、PSYONIC はアビリティ基金を設立しました。この基金は、関節可動域プロジェクトを通じて、四肢に差異のある人々に四肢と臨床サービスを寄付するために活動しています。アビリティ ファンドの詳細については、こちらをご覧ください。