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It features leaf springs made from PET bottles, rear hinges, and spherical joint structures. The goal is a parametric 3D-printed prosthetic hand system equipped with a kernel that reacts as quickly as the human nervous system (GPLv3 / CERN-OHL-W v2).
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Split-Shell 3D-Printed Prosthetic Chassis Featuring Pin-Assembled Roller Bearings & Dyneema-Optimized Tendon Guides.
본 프로젝트는 분산형 제어 커널인 fluxmesh-cybernetics-kernel과 1:1로 물리적 좌표계가 동기화되어 작동하는 성인 손 생체 비례 맞춤형 파라메트릭 의수 하드웨어 설계 청사진입니다.
기존 일체형 사출 방식에서 빈번히 발생하는 출력 부품 간의 엉겨 붙음 현상을 개선하고자, 좌우 분할 커버 쉘(Split-Shell) 구조와 실물 고정 핀 및 빨대 부싱 롤러 메커니즘을 결합했습니다. 이를 통해 3D 프린팅 특유의 적층 단면 마찰(Shear Edge)로 인한 와이어 단선 문제를 보완하고자 노력했습니다. 비교적 저렴한 오픈소스 재료들을 효율적으로 활용하여 준수한 생체 내구성과 5지 독립 구동 성능을 구현하는 것을 목표로 합니다.
본 하드웨어 소스코드(Fingers_default.scad, thumb_default.scad) 및 제조 청사진은 GNU General Public License v3.0 (GPLv3) 및 CERN Open Hardware Licence Version 2 (CERN-OHL-W v2) 하에 배포되며, 인류의 공공재로서 자유롭게 활용하고 발전시켜 나가실 수 있습니다.
finger_w) 하나만 정의하면 첫째마디(1.8배), 중간마디(0.7배), 끝마디(0.5배) 길이와 관절 구슬 크기(joint_radius)가 인체의 해부학적 비율에 맞추어 자동으로 스케일 다운(Scale-down)되도록 설계되었습니다.thumb_default.scad)의 구조적 특성을 반영하여 초기 첫 마디와 둘째마디까지 완성한 구조에서 완료했습니다.Fingers_default.scad)에서 비율만 수정해 출력하기 쉽도록 설계했습니다.pin_dia = 2.0)으로 체결하는 구조를 채택했습니다.clearance = 0.25)를 통해 부드럽게 주행합니다. 외력에 의해 과신전 하중이 발생할 경우, 플라스틱 후방 스토퍼 턱(stopper_thick = 3)들이 물리적으로 맞물려 지지해 주는 Wedge-Lock 가드가 작동합니다.target_pin_y, target_pin_z)를 지정했습니다. 와이어가 플라스틱 단면에 직접 닿기 전에 롤러 표면이 궤적을 바깥으로 완만하게 유도하여 다이니마(Dyneema) 섬유선의 수명 향상을 도모했습니다.rail_groove_r)에 안착하여 슬라이딩 궤적 유지.roller_pin_d) 영역의 롤러가 케이블 마찰을 흡수하여 단선을 원천 방지.외부 실리콘 케이스의 부위별 경도(Shore Hardness) 차등 적용 제안
[융합 제어 기대 효과]
[현황 및 우려 사항] 현재 손가락 구조는 하나의 케이블이 손끝에서 마감되는 방식입니다. 이로 인해 구동 시 손끝이 과도하게 빠른 속도로 접히는 현상이 우려됩니다.
[개선 방안] 추후 제작할 외판 실리콘 케이스의 부위별 경도를 다르게 수정하여 이를 해결하고자 합니다.
[기대 효과]
| 구분 | 🔴 트랙 1: Full Loss Standard (손 전체 소실) | 🔵 트랙 2: Hybrid Partial Loss (일부 소실) |
|---|---|---|
| 대상 | 손목 이상 소실 환자 | 특정 손가락 일부 소실 환자 (부분 절단) |
| 구동 | 5지(엄지~새끼) 완전 전동 기계 구동 | 생체 손가락 + 전동 의수 하이브리드 협응 |
| 센서 | 아랫팔 전완근 8채널 선형 격자 스트립 | 잔존 생체 손가락 마디 위 굽힘 센서(Flex) |
| 커널 | 2층 척수 메쉬 소용돌이 변위 엔진 (Vorticity) | 직관적 생체 궤적 복사 미러링(Mirroring) 알고리즘 |
| 하드웨어 | 5지 완전체 파라메트릭 도면 (.scad) | 15도 앞쪽 사선형 생체 관통 홀 매립 도면 |
아랫팔 근육의 활동전위를 선형 격자 스트립으로 스캔하여 위상 기하학 평면 벡터로 매핑합니다.
-99.0f) 시 가용 노드 카운트만큼 자동 압축 배분되어 구동 연속성 유지.[데이터 파이프라인 파트]
├── 1. 하드웨어 입력단 (Sensor Layer)
│ └── (굴근/신근 트랙): 8채널 노드 (실시간 생체 굽힘 센서 데이터 수집)
│
├── 2. 통신 인프라단 (Bus Layer)
│ └── [단 3선 직렬 통신 Bus] (1ms 인터럽트 주기 고속 데이터 전송)
│
└── 3. 제어 커널 연산단 (Kernel Layer)
└── [핵심 커널]: fluxmesh_motor_feedback_kernel
├── ▷ Pade Compression (신호 왜곡 최소화 및 고속 궤적 압축)
└── ▷ Joseph Form Shield (필터링 수치 무결성 및 NaN 결함 방지 방어벽)
repository_root/
├── 📁 01_Full_Loss_Standard/ # [트랙 1] 손 전체 소실 표준 패키지
│ ├── 📁 hardware/
│ │ ├── 📜 README.md # FDM 사출 세팅 및 100% Solid 인필 블로커 가이드
│ │ └── 📐 biocerve_full.scad # v2.5 교정축 수동 락인(Wedge-Lock) 통합 도면
│ └── 📁 software/
│ ├── 📜 README.md # 컴파일러 가드(-ffast-math 금지) 및 아키텍처 명세
│ ├── ⚙️ fluxmesh_motor_feedback_kernel.h # Joseph Form 공분산 실드 및 사멸 제어 헤더
│ └── 🔌 fluxmesh_integrated_prototype.cpp # 12비트 물리 타이머 매핑 및 1kHz 실시간 파이프라인
│
└── 📁 02_Hybrid_Partial_Loss/ # [트랙 2] 일부 소실 환자용 하이브리드 패키지
├── 📁 hardware/
│ ├── 📜 README.md # 슬롯 서포터 차단(Support Blocker) 및 후가공 가이드
│ └── 📐 biocerve_hybrid.scad # 동적 마스킹 및 15도 인체공학적 경사 관통 홀 도면
└── 📁 software/
├── 📜 README.md # 생체 신호 미러링 가이드 및 셋업 매뉴얼
├── ⚙️ biocerve_hybrid_core.h # 미러링 소용돌이 우회장(Vorticity) 통합 제어 헤더
└── 🔌 biocerve_hybrid_prototype.cpp # 12비트 타이머 바인딩 및 1kHz 실시간 미러링 실행 파일
# ⚠️ 경고: -ffast-math 및 -Ofast 옵션 사용 절대 금지!
# 커널 내부의 IEEE 754 표준 가드(NaN 체크 코드) 무결성 유지를 위해 반드시 -O2 또는 -O3 빌드 플래그만 사용하십시오.