Подумать об искусственной конечности — значит подумать о человеке. Это объект осязания и движения, созданный для использования, который крепится к телу и взаимодействует с окружающим миром пользователя.
Исторические артефакты протезов конечностей далеки от контекста их использования. Их пользователи ушли, они повреждены — разрушены временем и воздействием окружающей среды. Они неподвижны, хранятся в музеях или на выставках.
Тем не менее такие артефакты — редкие прямые источники информации о жизни исторических людей с ампутациями. Мы фокусируемся на инструментах, которые использовали люди с ампутациями в Европе XVI и XVII веков.
Инженерное дело предлагает историкам новые инструменты для изучения вещественных доказательств
Это особенно важно для изучения ранних современных механических рук — нового вида протезной технологии, которая появилась на рубеже XVI века. Большинство артефактов имеют неизвестное происхождение. Многие работают лишь частично, а некоторые — вовсе не работают. Их практические функции остаются загадкой.
Но программное обеспечение для компьютерного проектирования может помочь учёным реконструировать внутренние механизмы артефактов. Это, в свою очередь, помогает нам понять, как эти объекты когда-то двигались.
Ещё более захватывающим является то, что 3D-печать позволяет учёным создавать физические модели. Вместо того чтобы представлять себе, как работал протез эпохи Возрождения, учёные могут физически протестировать его. Это форма исследования, которая открывает новые возможности для изучения развития протезной технологии и пользовательского опыта на протяжении веков.
Опыт сотрудничества с командой историков и инженеров
Далее следует взгляд на наш опыт сотрудничества с командой историков и инженеров, рассказанный через историю одной недели. Работая вместе, мы представили модель протеза XVI века публике и извлекли урок о людях и технологиях в процессе.
ИСТОРИК: В облачный день в конце марта я вошёл в Центр обучения и преподавания Университета Алабамы в Бирмингеме, держа в руках водонепроницаемый кейс и волнуясь. В пенопластовых вставках кейса была вложена функционирующая 3D-печатная модель протеза руки возрастом 500 лет.
Через пятнадцать минут она сломалась.
В течение двух лет моя команда историков и инженеров в Обернском университете неустанно работала над тем, чтобы воплотить в жизнь идею — воссоздание механизмов артефакта XVI века из Германии. Оригинальный железный протез, «Рука Касселя», является одним из примерно 35 подобных артефактов из Европы эпохи Возрождения, известных сегодня.
ИНЖЕНЕР: Я сидел за своим столом в лаборатории 3D-печати механического факультета Обернского университета, когда услышал новость.
Как студент-механик, специализирующийся на аддитивном производстве, широко известном как 3D-печать, я исследую, как использовать эту технологию для реконструкции исторических механизмов. За два года работы над этим проектом я хорошо узнал модель «Руки Касселя».
КОМАНДА: Шквал обсуждений привёл к растущему консенсусу — суть проблемы заключалась не в модели, а в пользователе.
Носитель оригинальной «Руки Касселя» научился бы использовать свой протез с помощью практики. Точно так же наша команда научилась использовать модель с течением времени. В процессе проектирования и разработки, создания прототипов и печати мы неосознанно практиковались в его использовании.
Мы должны были научить других делать то же самое. И это потребовало двухэтапного подхода.
Инженеры пересмотрели отверстие, через которое в модели торчал спусковой крючок. Они предложили укоротить его, чтобы ограничить, насколько далеко пользователи могли его потянуть. Когда мы проверили, как это изменение повлияет на точность модели, мы обнаружили, что меньшее отверстие фактически ближе к размерам артефакта.
Историки создали планы по документированию и распространению различных техник работы с моделью, которые команда не осознавала, что отточила. Чтобы научить кого-то дома работать с собственной копией, мы сняли короткое видео, объясняющее, как блокировать и освобождать пальцы и устранять неполадки, когда палец застревает.
Ровно через неделю после того, что мы назвали «бирмингемским сбоем», мы снова представили модель широкой публике. На этот раз мы посетили урок истории коллеги в Обернском университете.
Мы принесли четыре копии. У каждой была вставка, чтобы укоротить отверстие вокруг спускового крючка. Сначала мы включили наше новое обучающее видео на проекторе. Затем мы передали модели студентам, чтобы они попробовали.
Результат? Ни один рычаг не сломался. Мы публично запустили проект по расписанию.
Процесс представления модели «Руки Касселя» публике подчёркивает, что точно так же, как человек с ампутацией XVI века, который носил артефакт, должен был научиться его использовать, нужно научиться использовать и 3D-печатную модель.
Это мощное напоминание о том, что технология — это не только механизмы и дизайн. Она, по сути, о людях — и о том, как люди её используют.
Материал предоставлен The Conversation.