见见重新发明轮子的 NASA 科学家

见见重新发明轮子的 NASA 科学家
技术转让 科普

萨利姆·纳赛尔从未想过自己会重新发明轮子。但从某种意义上说,他为轮椅做了这件事。

纳赛尔是一位美国宇航局工程师、发明家,同时也是一名四肢瘫痪者。他发明了一种轮子,可以大大减少轮椅使用者推动轮椅向前所消耗的能量。纳赛尔于 2012 年与他人共同创立的 Rowheels 公司希望在今年晚些时候将这种轮子推向市场。纳赛尔表示,如果成功,这将意味着使用者的行动更加高效,身体更加健康。

标准手动轮椅要求使用者抓住并推动从轮椅后轮延伸出来的轮辋。这是一种不错的自我推进方法,但它会给肩膀和手臂中较小的、较弱的肌肉带来负担,并可能导致重复性压力损伤。

纳赛尔的轮椅有助于锻炼较大的肌肉。工作原理:纳赛尔使用一种称为行星齿轮的机械装置重新设计了轮毂,以便用户以划船运动向后拉动轮毂即可向前移动。行星齿轮用于自动变速器和电动工具中,以倒车和减速,但纳赛尔说,目前市场上没有轮椅轮采用这种设计。

密尔沃基扎布洛基退伍军人管理局医疗中心的脊髓护理教育者杰基·贾斯特斯 (Jackie Justus) 表示,对于轮椅使用者来说,划船运动将是“一大进步,可以为他们节省大量磨损。”过去两年来,她一直在与一个工程团队合作重新设计轮椅。

她说,拉动轮椅需要使用更大、更强壮的肌肉群,而推轮椅则需要使用身体前部的少量肌肉,而且上身需要弯腰驼背。她说,划船动作可以让轮椅使用者坐直,让横膈膜正常运作,并显著改善呼吸。

纳赛尔是哥伦比亚人,现居住在佛罗里达州肯尼迪航天中心附近。他的日常工作是设计和分析用于辅助航天飞机的移动发射器的设备。他过着相对正常的生活,直到 20 岁时,一名醉汉闯红灯撞上了纳赛尔的车。“我的三节脊椎骨被打断,胸部以下瘫痪,”纳赛尔说。“最初,我什么都动不了。”

事故发生后,他搬到迈阿密休养。“一年之内,我的肩膀和手臂恢复了一些力量,但这是一个缓慢的过程,”他说。

四年后,他信心满满地申请了迈阿密的佛罗里达国际大学。他被录取了,成绩优异,在接下来的五年半里获得了机械工程学本科和硕士学位。有好几个夏天,他都在休斯顿的约翰逊航天中心实习。

纳赛尔天生就是一名发明家,他在大学期间开始研究一种新型轮椅轮子。“这是近七年前一个高级设计项目的一个想法,”纳赛尔说。“我想出了这个想法,并与一个团队一起改进它并制造出原型。然后它就被搁置在那里了。”

2010年,纳赛尔重新开始他的计划,并参加了美国宇航局技术简报“创造未来”竞赛。

“我重新设计了它,让它更符合人体工程学,重量更轻,”纳赛尔说。“令我惊讶的是,我赢了。我一直想用它做点什么,但我没有用这个想法做任何事情。”

获胜后,他开始接到一些公司的电话,希望生产他的轮子。但都无果。

然后,2011 年 10 月,当他检查垃圾邮件文件夹时,他注意到了威斯康星州麦迪逊市企业家 Rimas Buinevicius 发来的一条消息。

布伊内维丘斯曾领导一家名为 Sonic Foundry 的软件公司近二十年,在摔断一条腿后,他曾在手动轮椅上坐了八周。他说,在此期间,他因向前推手动轮椅的轮子而感到肩膀和手臂疼痛。

“当我读到萨利姆的发明时,我想联系他,因为根据我自己的经验,我知道需要更好的轮椅轮子设计,”布伊内维丘斯说道,他经营着“Madcelreator”公司,该公司帮助早期公司将他们的想法推向市场。

“我最初是想以消费者的身份买一套这样的轮子,”布伊内维丘斯说。后来他意识到纳赛尔的想法可以做很多事情。

“我认为它可以帮助很多人——美国大约有 180 万人使用手动轮椅——所以这些轮子的市场很大,”Buinevicius 说。“随着时间的推移,肩膀的损伤意味着很多疼痛,最终只能坐电动轮椅,而大多数人都不想这样做。”

他说,尽管轮椅在过去几十年里已经发生了演变,而且赛车轮椅看起来有点像时尚的摩托车,但车轮技术自一百多年前设计以来并没有发生太大的变化。

与布埃内维丘斯交谈后,纳赛尔表示他“非常兴奋,并对方向盘进行了彻底的重新设计,以进一步降低人们在使用方向盘时患上重复性劳损综合症的可能性。

“我算了一下,如果一个典型用户每天平均按压 2,000 到 3,000 次,那么我重新设计后,一年可以减少按压 330,050 次,”纳赛尔说。

布伊内维丘斯——他现在是 Rowheels 的首席执行官——飞往佛罗里达。两人一拍即合,于 2012 年共同创立了 Rowheels。接下来,随着纳赛尔继续改进轮子设计,他们参加了 2012 年 6 月威斯康星州州长商业计划大赛并荣获大奖。

最近,Rowheels 在亚特兰大大型医学会议 MedTrade 和纳什维尔国际座椅研讨会上展示了这款轮椅的测试版设计。纳赛尔还与佐治亚理工学院的 RERC/Wheeled Mobility 实验室和 Shepherd Center(亚特兰大一家专门治疗、研究和康复脊髓和脑损伤患者的医院)合作,以改进轮椅。虽然成本尚未确定,但 Buinevicius 估计一套轮椅的成本将在 2,000 至 3,000 美元之间。

“上个月,我们在纳什维尔与 100 多名研究人员、治疗师和最终用户一起审查了该产品,”Buinevicius 说道。“在那里,与会者能够亲自试用该产品,我们收到了非常积极的反馈。我们仍在进行自己的内部测试,并使用选定的用户组。独立测试将很快开始。”如果一切顺利,Buinevicius 表示,他们希望 Rowheels 能在今年晚些时候上市,“使用第三方制造商、供应商和我们自己的人员来制造和分销该产品。”

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