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将样品放在3D uge中进行分离。照片:Rob Felt,Georgia Tech

健康

2021年5月27日

节俭工程超出了成本

贡献者:机械工程杂志

格鲁吉亚科技教授教授学生为发展中国家的人们进行直观,低成本的工具。照片:Rob Felt,Georgia Tech

在电力和昂贵设备一样稀少的地方,工程师们开发低成本设备当然不是第一次。但这些解决方案不一定是“节俭”,化学和生物分子工程师科技教授的萨德贝哈拉表示,致力于节俭工程科学。

“你很难把这些东西放进口袋里。它们的性能可能不如更昂贵的设备,而且它们的部件也不容易获得,”他补充道。

简单的设备在现场工作,但依靠智能手机作为传感器或跟踪信息不符合Bhamla的节俭工程定义。

根据Bhamla的说法,定义节俭工程的原则是高性能、低成本、容易获取和非常便携。他的实验室部分致力于节俭科学,这是他和他的同事在斯坦福大学进行博士后研究时创造的术语。

起源

Bhamla将他的当今研究追溯到他在斯坦福的时间,特别是在斯坦福大学的体育生物学家在Manu Prakash在Manu Prakash工作的同时帮助开发的纸离心机。

斯坦福队知道离心者在发展中国家难以来,医生需要他们诊断疾病,包括疟疾,结核病或艾滋病毒。离心机庞大,成本在3,000美元至4,000美元之间,并耗电。

但他们总是需要。

“从血液,尿和粪便等生物液中提取血浆中的血浆和寄生虫的浓度,即离心机是任何医疗诊断设施的主力,”Bhamla和他的研究人员在发表的一篇文章中写道2017年1月版自然生物医学工程

成本和可访问性问题并不是新的。工程师一直在努力廉价的替代品,可以像昂贵的表兄弟一样有效地行事。这些版本使用蛋白胨或沙拉旋转器进行旋转。但他们很笨重;他们不能坐在口袋里;BHAMLA表示,它们具有极低的转速,该转速为纺纱纺纱样品不切实际。

Prakash的团队灵感来自旋转旋转,这是一个由圆盘制成的玩具,通过拉动通过他们中心的弦来旋转。他们的创作是Paperuge,也包括磁盘的磁盘,或者通过绳子旋转,或者,在这种情况下,电线。

纸张糊是由纸板、鱼线和PVC管制成的。装满样品的小塑料管粘在圆盘上并旋转。Bhalma和他的同事报告说,Paperfuge在不到90秒的时间内就从血液滴中分离出纯血浆。

它适合口袋,便于运输到现场。

Bhamla希望看到它使用可能会激发一个非工程,以创造另一种类型的节俭设备。

“我想让别人赋予自己的东西,”Bhamla说。事实上,他与高中学生合作,制作了3D-Fuge,一个3D印刷版的造纸。

图片由佐治亚理工学院提供

下到美分

模仿当前的设计以找到节俭的解决方案的想法让他开始思考。作为一名教授,他能否将节俭工程的原理传达给其他人以启发呢?

答案是肯定的。

通常,“有些东西就在你面前,就像旋转雷根一样。然后,这是一个以增量的问题削弱问题,“Bhamla说。“或者有时它正在找到一个整个基本元素,然后找到通过使用花费便士产生所需物理的机制来降低成本的方法。”

许多努力从一个问题开始。喜欢,为什么助听器如此昂贵?

它们的价格约为5,000美元,美国的健康保险未涵盖。因此,人们沿着多年来甚至没有人推出失败的助听器。

Bhalma的团队现在正在开发一个费用不到美元的助听器。该设备可以帮助数百万人和该实验室收到NSF,Mindlin基金会,Capita基金会和国家地理基金会的赠款。

当然,Bhamla意识到他的实验不是节俭工程路径中唯一的一个。无论是科学家或学生还是实际用户的社区,“有人正在考虑这个问题,”他说并相信分享想法将推动更远,更快地努力。

“不在真空中工作总是很好,”他说。“因为其他人正在努力解决问题,所以我看到学生带给我的想法和事物。这非常有用。“

推动节俭工程努力进一步,更快地变得有点是对BHAMLA的一项任务;可能使数百万人受益的使命。


关于作者

Jean Thilmany是美国明尼苏达州圣保罗的一名科技作家。这篇文章是最初发表于asme.org,经允许转载。

标签:负担得起的设计医疗保健技术

机械工程杂志

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