PSYONIC's Agile Manufacturing:bionische handen betaalbaar en toegankelijk maken

"Een van de redenen waarom we onze hand veel toegankelijker konden maken – door de toegang uit te breiden van slechts 10% van de patiënten naar 75% – was dat we de productiekosten voor onze handen dramatisch konden verlagen. En een van de grote componenten daarvan was 3D-printen."

Dr. Aadeel Akhtar, oprichter en CEO, PSYONIC

Toen PSYONIC voor het eerst de Ability Hand introduceerde, was het doel niet simpelweg om een sneller of capabeler bionisch ledemaat te bouwen – het was om er een te maken die meer mensen daadwerkelijk konden betalen en waartoe ze toegang hadden. Die ambitie ging gepaard met een aantal harde beperkingen:duurzaamheid, laag gewicht, fijne toleranties en strikte kostendoelstellingen, gedreven door verzekeringen en Medicare-dekking. In slechts een paar jaar tijd heeft PSYONIC, met behulp van geavanceerde tools zoals de 3D-printers van Formlabs, echte vooruitgang geboekt in de richting van dat doel. 

Sinds we in 2022 voor het laatst met PSYONIC spraken, zijn ze gegroeid van een team van zeven personen in Illinois naar meer dan vijftig in San Diego, waarbij ze de interne productie ruim vijf keer hebben opgeschaald, partnerschappen hebben opgebouwd en functies hebben toegevoegd aan de Ability Hand, de snelste bionische hand op de markt. 

Die groei is mogelijk gemaakt door een flexibel productiemodel dat is opgebouwd rond snelle iteratie, verticale integratie en flexibele tooling. Dankzij intern 3D-printen kon PSYONIC snel schakelen tussen prototyping, tooling en productie voor eindgebruik, terwijl de kosten laag en de kwaliteit hoog bleven.

"3D-printen heeft ons hele bedrijf mogelijk gemaakt en het was van cruciaal belang voor onze oprichting. We hebben ruim negen generaties van de Ability Hand doorlopen en ze hebben door de jaren heen allemaal verschillende vormen van 3D-printen toegepast, inclusief de eerste vier of vijf die volledig 3D-geprint waren. En dat heeft de toegangsdrempel voor ons verlaagd."

Dr. Aadeel Akhtar, oprichter en CEO, PSYONIC

De Ability Hand van PSYONIC is een lichte, duurzame bionische hand en de eerste die aanraakfeedback biedt. De Ability Hand wordt momenteel gebruikt door meer dan 250 mensen naast robots bij meer dan 50 van de beste industriële roboticabedrijven, waaronder NASA, Meta, Google, Amazon en Hexagon, en is toegankelijk voor patiënten en valt onder Medicare. Intern 3D-printen maakt deel uit van de verticale integratie van PSYONIC en verlaagt de kosten, waardoor de Ability Hand betaalbaarder wordt en tegelijkertijd snellere iteraties mogelijk zijn.

Dale DiMassi, Creative Marketing Manager bij PSYONIC, demonstreert aanrakingsfeedback met een speciaal gemaakte, duidelijke Ability Hand.

De handpalmen van de heldere hand zijn 3D-geprint in BioMed Duurzame Hars en LED's tonen de vingerfeedback, overgebracht naar de gebruiker als trillingen.

PSYONIC werkt samen met meer dan 50 van de beste roboticabedrijven, waaronder NASA, Meta, Google, Amazon en Hexagon.

Feedback van menselijke Ability Hand-gebruikers stimuleert ook robotica-toepassingen en stimuleert innovatie.

Duurzaamheid, kosten en gewicht zijn van cruciaal belang bij het kiezen van materialen voor de hand. Akhtar zegt:"We zijn altijd snel bezig met het maken van prototypen en proberen allerlei verschillende materialen uit, van 3D-geprinte materialen tot composieten en verschillende siliconen, waarbij we zaken als scheurweerstand controleren en hoe bros het is en hoe schokbestendig deze materialen zijn. Maar ook:hoe toegankelijk is het? Kunnen we er veel van bouwen tegen een prijs die zo laag is dat we Medicare er nog steeds voor kunnen krijgen om het te dekken?" 

Gewicht is belangrijk; de Ability Hand moet lichter zijn dan een mensenhand, namelijk ongeveer 520 gram. Aadeel zegt:"Als je hem eenmaal op een koker plaatst waar je je arm in steekt, kan hij bijna twee keer zo zwaar aanvoelen. We willen er dus zeker van zijn dat we onze gebruikers de prestaties kunnen bieden die ze nodig hebben." Mede dankzij de lichtgewicht 3D-geprinte materialen weegt de Ability Hand slechts 490 gram.

Kosten is van cruciaal belang als het gaat om toegankelijkheid. PSYONIC heeft de toegang uitgebreid van slechts 10% van de verzekerden naar 75% van de verzekerden door de kosten laag te houden. Kostenefficiëntie komt voort uit de flexibele, interne productie en uit een zorgvuldige selectie van materialen. 

Duurzaamheid zorgt ervoor dat de Ability Hand een lange levensduur heeft, wat belangrijk is voor medische dekking en het beschermen van de technologie die nodig is om de aanraakgevoeligheid en feedback te leveren.

"Bij het dragen van boodschappen of het ronddragen van zandzakken, bezwijkt de hand niet echt of wordt hij niet moe. Hij kan dat gewicht comfortabel dragen en de hand houdt het vast. Ik heb ook enkele demonstraties gedaan waarbij de hand liet zien hoe het is om hem tot het uiterste te drijven. We hebben er honkbal mee gespeeld, door planken geslagen, karatedemonstraties gedaan en gewichtheffen - ik heb een kettlebell van 90 pond met de hand opgetild. En zo is er een hele reeks dingen, van alleen het alledaagse dragen boodschappen doen tot de meer extreme dingen waarbij je echt de grenzen verlegt van wat de hand kan doen.”

- Dale DiMassi, Creative Marketing Manager, PSYONIC

Austin toont prototypes in verschillende Formlabs SLA-materialen. Van links naar rechts:Tough 1500 Resin, Rigid 10K Resin, Tough 1500 Resin en BioMed Sustainable Resin.

"Het gebruik van Formlabs-materialen was voor ons van cruciaal belang om snel te kunnen experimenteren met de verschillende interne componenten van de hand, vooral omdat we begonnen met FDM en niet de fijne toleranties konden krijgen die we nodig hadden om hele kleine tandwielen en motoren in een compacte ruimte samen te stellen."

Dr. Aadeel Akhtar, oprichter en CEO, PSYONIC

Harsen, waaronder Tough 1500 Resin, Tough 2000 Resin, BioMed Sustainable Resin en Rigid 10K Resin, stellen PSYONIC in staat mallen en interne componenten te ontwikkelen die slagvast of hittebestendig zijn. “De handen waarmee we vlammend bordbreken en armworstelen hadden gedaan, hadden allemaal door Formlabs geprinte componenten erin, en het was echt een bewijs van de sterkte van de materialen en wat we ermee konden doen”, zegt Akhtar.

PSYONIC heeft de Ability Hand altijd in eigen beheer vervaardigd, en dit is niet veranderd naarmate ze zijn gegroeid – hoewel de productie er wel uitziet. 

Begin 2025 produceerde PSYONIC ongeveer 20 handen per maand. Acht maanden later hadden ze de productie vervijfvoudigd – en de productie blijft groeien terwijl PSYONIC ernaar streeft om Ability Hands te leveren aan de 10 miljoen mensen die handen missen over de hele wereld, en om te voldoen aan de groeiende vraag naar handen voor robotica.

De productievloer van PSYONIC in San Diego biedt ruimte voor verdere groei.

Om de kosten laag te houden, wordt voortdurend opnieuw geëvalueerd welke onderdelen worden uitbesteed en welke onderdelen in eigen beheer worden geproduceerd. Sommige mallen, die oorspronkelijk 3D-geprint waren, werden later uitbesteed en uit acryl vervaardigd. Het voordeel van flexibele productie in eigen beheer betekent echter dat ontwerpwijzigingen aan de onderdelen of leveranciersproblemen geen invloed hebben op de productie. 

Mallen voor montage, zoals hieronder afgebeeld in Tough 1500 Resin, zijn 3D-geprint, waarbij Austin de mallen opnieuw afdrukt als er nieuwe nodig zijn. De mogelijkheid om productiehulpmiddelen in 3D te printen stroomlijnt de productie en verkort de tijdlijnen in vergelijking met het uitbesteden van onderdelen. Bovendien kunnen wijzigingen als gevolg van nieuwe versies of workflows eenvoudig worden geïmplementeerd door ze af te drukken, in plaats van te wachten op uitbestede onderdelen.

De mallen zijn 3D-geprint op Form 4 in Tough 1500 Resin, een materiaal met sterkte, stijfheid en taaiheid vergelijkbaar met polypropyleen (PP).

Naast het herhalen en opschalen van de productie van toegankelijke handen, werkt PSYONIC snel aan de volgende generatie bionische ledematen – inclusief polsen, ellebogen, knieën en enkels – plus geïmplanteerde elektroden en osteo-integratie, die een veel fijnere controle en sensatie mogelijk zullen maken. 

Akhtar zegt:"We gaan een nieuwe generatie bionische ledematen ontgrendelen die rechtstreeks worden bestuurd door je gedachten. De vooruitgang die we aan de menselijke kant boeken, kan de robots ook leren hoe ze dingen beter kunnen doen - het is een symbiotische relatie tussen de twee." 

Ontdek de 3D-printers van Formlabs of neem contact op met de verkoopafdeling voor meer informatie, of vraag een gratis proefonderdeel aan om Formlabs-materialen zelf te evalueren.

Naast het maken van de Ability Hand tot de meest toegankelijke hand op de markt, heeft PSYONIC het Ability Fund opgericht, dat via het Range of Motion Project ledematen en klinische diensten doneert aan mensen met een ledemaatprobleem. Lees hier meer over het Ability Fund.