車輪を再発明するNASAの科学者に会う 車輪を再発明するNASAの科学者に会う

車輪を再発明するNASAの科学者に会う

車輪を再発明するNASAの科学者に会う
技術移転ポスター
技術移転ポピュラーサイエンス

サリム・ナセルは、車輪を再発明するとは思ってもみませんでした。しかし、ある意味、車椅子のためにそれを成し遂げたのです。

NASAのエンジニアであり、発明家で、四肢麻痺のナセル氏は、車椅子利用者が車椅子を前に進める際に消費するエネルギーを劇的に削減できる車輪を開発した。2012年に共同設立したRowheels社は、この車輪を今年後半に市場投入したいと考えている。成功すれば、利用者の移動効率が向上し、より健康な体になるは​​ずだとナセル氏は語る。

標準的な手動式車椅子では、後輪から伸びるリムを掴んで押す必要があります。これは自力で進むには十分な方法ですが、肩や腕の小さく弱い筋肉に負担がかかり、反復性ストレス障害(RSI)を引き起こす可能性があります。

ナセル氏の車椅子は、大きな筋肉を鍛えるのに役立ちます。仕組み:遊星歯車と呼ばれる機械装置を用いて、ナセル氏は車輪のハブを再設計し、漕ぐように後ろに引くことで前進できるようにしました。遊星歯車はオートマチックトランスミッションや電動工具で、後進や減速に使われていますが、現在市販されている車椅子の車輪にはこの設計を採用したものはない、とナセル氏は言います。

ミルウォーキーのザブロッキ退役軍人局医療センターで脊髄看護教育を担当するジャッキー・ジャスタス氏は、車椅子利用者が漕ぐ動作を行えるようになれば「大きな前進となり、患者の消耗を大幅に軽減できる」と述べている。彼女は過去2年間、エンジニアリングチームと共同で車椅子の再設計に取り組んできた。

彼女によると、引く動作はより大きく強い筋肉群を使うのに対し、車椅子を押す動作は体の前面の筋肉をあまり使わず、上半身を前かがみにする。漕ぐ動作は車椅子利用者の姿勢をまっすぐにし、横隔膜の正常な機能を高め、呼吸を大幅に改善する、と彼女は言う。

ナセル氏はコロンビア出身で、現在はフロリダ州のケネディ宇宙センター近くに住んでいます。彼の本業は、スペースシャトルの支援に使用される移動式発射装置の機器設計と分析です。20歳の時、酔っ払った男が一時停止標識を無視してナセル氏の車に衝突するまでは、比較的普通の生活を送っていました。「椎骨が3つ折れ、胸から下が麻痺しました」とナセル氏は言います。「最初は何も動かせませんでした。」

事故後、彼は回復のためにマイアミへ移住した。「1年以内に肩と腕の筋力は少し回復しましたが、ゆっくりとした回復でした」と彼は語る。

ブライアン・E・クラーク

4年後、彼は自信を深め、マイアミにあるフロリダ国際大学に出願しました。大学に合格し、優秀な成績で入学、その後5年半かけて機械工学の学士号と修士号を取得しました。数年間の夏には、ヒューストンのジョンソン宇宙センターでインターンとして働きました。

根っからの発明家であるナセル氏は、大学時代に新しいタイプの車椅子用車輪の開発に着手しました。「7年近く前、卒業設計プロジェクトのアイデアでした」とナセル氏は言います。「アイデアを思いついて、グループで改良を重ね、試作品を製作しました。それからは、そのまま放置されていました。」

2010年、ナセル氏はその計画を再び実行し、NASA Tech Briefsの「未来を創造する」コンテストに参加した。

「人間工学に基づいて、より軽量になるように再設計しました」とナセル氏は語る。「そして驚いたことに、受賞したんです。ずっとこのアイデアを使って何か作りたいと思っていたのですが、実際に何もしていませんでした。」

優勝後、彼のホイールを製造したいという企業から電話がかかってくるようになりました。しかし、なかなかうまくいきませんでした。

その後、2011 年 10 月にスパム フォルダーをチェックしていたところ、ウィスコンシン州マディソンの起業家、リマス ブイネビシウスからのメッセージに気づきました。

ソニックファウンドリーというソフトウェア会社を20年近く率いてきたブイネビシウス氏は、足を骨折した後、8週間手動式車椅子で生活していた。その間、手動式車椅子の車輪を前に押し出す動作で肩と腕に痛みを感じていたという。

「サリムの発明について読んだとき、彼に連絡を取りたいと思いました。自分の経験から、車椅子の車輪をより良く設計する必要があると感じていたからです」と、初期段階の企業がアイデアを市場に出すのを支援する会社「マドセルリアーター」を経営するブイネビシウス氏は言う。

「最初は消費者としてこのホイールセットを買おうかと考えていました」とブイネビチウス氏は語る。その後、ナセル氏のアイデアをもっと活用できることに気づいたのだ。

「多くの人の助けになると思いました。アメリカでは約180万人が手動式の車椅子を使っていますから、この車椅子には大きな市場があるはずです」とブイネビシウス氏は言う。「肩を痛めると、時間が経つにつれてひどい痛みに襲われ、最終的には電動式の車椅子を使う羽目になりますが、ほとんどの人はそれを避けたいのです。」

ロホイールズ

車椅子は数十年にわたって進化しており、レーシング用の車椅子はちょっとスタイリッシュなオートバイに似ているが、車輪の技術は100年以上前に設計されて以来あまり変わっていないと彼は言う。

ブエネビチウス氏と話した後、ナセル氏は「非常に興奮し、ホイールの使用中に反復性ストレス症候群に苦しむ人々がさらに減少するようにホイールを完全に再設計しました」と述べています。

「一般的なユーザーが 1 日に平均 2,000 ~ 3,000 回押すとすると、私の再設計により、年間で 330,050 回のストロークが削減されることが分かりました」とナセル氏は語る。

現在Rowheelsの最高経営責任者を務めるブイネビシウスはフロリダへ飛び、意気投合しました。二人は意気投合し、2012年にRowheelsを共同設立しました。その後、ナセルがホイールの設計を改良し続ける中で、2012年6月にウィスコンシン州知事主催のビジネスプランコンテストに応募し、最優秀賞を受賞しました。

最近、Rowheels社はアトランタで開催された大規模医療会議MedTradeと、ナッシュビルで開催された国際シーティングシンポジウムで、この車輪のベータ版デザインを披露しました。ナセル氏は、ジョージア工科大学のRERC/Wheeled Mobilityラボ、そして脊髄損傷や脳損傷患者の治療、研究、リハビリテーションを専門とするアトランタの病院、シェパードセンターと協力し、車輪の改良に取り組んでいます。価格はまだ確定していませんが、ブイネビシウス氏は車輪1セットあたり2,000ドルから3,000ドルになると見積もっています。

「先月、ナッシュビルで100人以上の研究者、セラピスト、そしてエンドユーザーを対象に製品の審査を行いました」とブイネビシウス氏は語る。「参加者には製品を直接お試しいただき、非常に好意的な反応をいただきました。現在も社内テストと、選ばれたユーザーグループによるテストを実施中です。独立したテストはまもなく開始されます。」ブイネビシウス氏は、すべてが順調に進めば、Rowheelsは今年後半までに市場に投入される予定であり、「サードパーティメーカー、サプライヤー、そして自社のスタッフを結集して製造・販売を行う」と述べている。