El humanitario accidental

Si entra al laboratorio de Amos Winter un día cualquiera, es posible que encuentre al profesor asistente de ingeniería mecánica trabajando en un sistema de purificación de agua, un motor de tractor diésel de alta eficiencia, pies protésicos o una rodilla protésica que permite a los usuarios caminar con un paso natural. , todo lo cual está diseñando para ayudar a las personas en el mundo en desarrollo. Pero Winter no se propuso hacer el bien. Sucedió por accidente, un giro del destino, más feliz pero no menos inesperado que una caída de un árbol, un accidente de motocicleta o una fiebre tropical, cualquiera de los cuales podría dejar a alguien en la necesidad de la invención por la que se ha hecho más conocido.

La silla Leveraged Freedom, que se muestra aquí en prototipo, permite a los ciclistas viajar un 80 por ciento más rápido o con un 50 por ciento más de torque.

En 2005, Winter acababa de obtener su maestría en ingeniería mecánica en el MIT y quería pasar el verano con su entonces novia, que estaba en Tanzania. El Centro de Servicio Público del MIT lo ayudó a llegar allí conectándolo con dos organizaciones que ayudan a las personas con discapacidades; necesitaban a alguien que evaluara el estado de la tecnología de las sillas de ruedas en ese país. Winter habló con los fabricantes y preguntó a los usuarios qué tan bien los productos existentes se ajustan a sus necesidades, y vio mucho margen de mejora.

Las sillas de ruedas convencionales funcionaban bien en interiores, pero eran difíciles de usar en áreas rurales porque no permitían a los usuarios atravesar terrenos irregulares. Los triciclos de pedales manuales eran útiles en esas condiciones, pero eran demasiado grandes para trabajar en interiores. El producto que faltaba era una silla que funcionaba bien en terrenos planos y accidentados y era lo suficientemente pequeña para usarla en el interior. También tendría que ser simple y fácil de reparar, y costaría aproximadamente $ 200, ya que otras sillas de ruedas que distribuyen las organizaciones de ayuda cuestan entre $ 150 y $ 300. Algunas sillas de ruedas todoterreno de alta gama tienen un sistema de engranajes múltiples como el que encontraría en una bicicleta de montaña, lo que permite a los usuarios adaptarse fácilmente a diferentes terrenos. Pero esa no era una opción aquí: los trenes de engranajes de 10 velocidades son caros, difíciles de encontrar en muchos países en desarrollo y no lo suficientemente resistentes.

Winter regresó al MIT para su doctorado y jugó con el problema durante un año y medio antes de pensar en la idea de usar dos palancas de mano. Cada una de las dos ruedas de la silla tendría un solo engranaje conectado a una palanca vertical que el usuario podría empujar hacia adelante para propulsar. Sujete las palancas cerca de los puntos de pivote para un movimiento rápido en superficies lisas y sujételas más alto para obtener un mayor torque en terrenos más difíciles. La persona se convierte en el sistema de cambio de marcha.

Siendo todavía un estudiante de posgrado, Winter creó el curso de pregrado Diseño de sillas de ruedas en países en desarrollo y reunió a un grupo de estudiantes que trabajaron con él en un prototipo y lo llevaron a Tanzania, Kenia y Vietnam para probarlo. Fue una gran lección para nosotros, dice. Habíamos creado este prototipo, todos estábamos entusiasmados con él, de hecho ya habíamos ganado un premio, pero se lo traes a los usuarios y ellos dicen: 'No, esto no va a funcionar'. demasiado pesado, demasiado difícil para entrar o salir, y demasiado inestable en las colinas. La experiencia enfatizó la importancia de trabajar con los usuarios finales en cada paso del camino. Winter continuó, rediseñando teniendo en cuenta la retroalimentación y volviendo al campo repetidamente. La silla de la libertad apalancada (LFC), como él lo llama, se convirtió en su principal enfoque como postdoctorado en la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur, MIT International Design Center.

Amos Winter ayuda a un nuevo usuario de LFC en India.

Ahora, cinco años después de la construcción del primer prototipo, la silla está lista para la producción y distribución en masa. Es liviano y barato, contiene piezas de bicicleta fácilmente disponibles y utiliza una forma de acero que se puede reparar fácilmente, como vi antes de conducir la silla alrededor de un estacionamiento nevado detrás del Edificio E34: una llanta se había doblado mientras se transportaba un avión, pero Winter volvió a colocarlo en su lugar en cuestión de segundos. Y además de dirigir el laboratorio de Ingeniería e Investigación Global (GEAR), que comenzó en el MIT en el otoño de 2012 después de unirse a la facultad, Winter se desempeña como asesor científico en jefe de Tecnología e Innovación en Investigación Global (GRIT), una empresa que él cofundado para gestionar la distribución del LFC en áreas en desarrollo.

Es demasiado pronto para saber cuántas personas podrían elegir esta silla cuando se les presente una variedad de opciones, dice Matt McCambridge, ingeniero de Whirlwind Wheelchair, uno de los grupos de asistencia para discapacitados con los que Winter trabajó por primera vez en Tanzania. Pero la Organización Mundial de la Salud estima que hay 65 millones de personas que necesitan una silla de ruedas, dice, así que si esta nueva tecnología satisface las necesidades de incluso el 2 por ciento de la población, eso es más de un millón de personas.

Winter, de 33 años, comenzó a hacer cosas a una edad temprana. Cuando era niño en New Hampshire, jugaba con Legos, cosía peluches y participó en Odyssey of the Mind, una competencia de resolución de problemas que a menudo involucraba la construcción de vehículos o estructuras de carga. Llenó su tiempo en la escuela secundaria con trompeta y deportes, pero pasó un verano formativo construyendo un órgano de tubos impulsado por una aspiradora para un curso sobre la física del sonido y la música en St. Paul's, una escuela preparatoria en New Hampshire. Para su tesis de último año en Tufts, construyó un robot que se podía conducir al revés y tenía un brazo neumático que podía levantar más de 45 kilos. Habría competido con él en el programa de televisión. BattleBots , si no se hubiera cancelado esa primavera.

Cuando Winter regresó al MIT después de su estadía en Tanzania, volvió a la robótica para su proyecto de doctorado, inventando RoboClam, un dispositivo de excavación bajo el agua que imita la acción de una navaja. Descubrió que al abrir y cerrar su caparazón a la velocidad adecuada, una almeja crea una bolsa de arenas movedizas que le permite moverse eficientemente a través del suelo. Winter replicó ese efecto con maquinaria. Ahora está refinando el RoboClam para posibles aplicaciones industriales: colocando anclas, voladura de minas o instalando equipos de perforación petrolera. Con gente como Amos, trabajaremos con él en lo que quiera, de verdad, dice Jeffrey Wadsworth, director ejecutivo de Battelle, el instituto sin fines de lucro que financió la mayor parte del proyecto. No sé cómo se imprime gente así. Si el mundo estuviera lleno de Amoses, estaríamos en una forma maravillosa.

Winter admite que, incluso fuera del laboratorio, sigue siendo un loco total. (Le gusta jugar con su Porsche de 1987 y su Land Rover de 1987 y bromea diciendo que su cochera recién comprada es un garaje con una casa en la parte superior). También le gustan los museos tontos relacionados con la ingeniería, y compartió ese amor con sus estudiantes el otoño pasado cuando dirigió un viaje al Museo Larz Anderson en Brookline, una vieja cochera llena de autos de alrededor de 1900. Lo bueno es que ninguno de los diseños de autos estaba estandarizado en ese momento, dice. Tienen todas estas soluciones inestables para transmisiones, suspensión y refrigeración. Hizo que sus alumnos pensaran en cómo habrían funcionado esos diseños: Pasamos como dos horas allí y el curador nos gritó porque estábamos tirados en el suelo debajo de un coche. Habían pasado por alto las cuerdas de terciopelo y avanzaban poco a poco por debajo del tren de aterrizaje del coche, boquiabiertos ante su inusual suspensión de muelles de torsión. Eso es lo que amo, dice. Esa mecanicidad de la ingeniería mecánica, ver cómo funcionan las máquinas y comprender por qué funcionan de la manera en que lo hacen.

Pero a medida que los estudiantes del laboratorio GEAR de Winter aprenden rápidamente, la ingeniería mecánica es mucho más que la mecánica. Amos exige que todo lo que hagamos en nuestra investigación sea una decisión deliberada, dice Katy Olesnavage ’12, estudiante de posgrado en el laboratorio GEAR. Estoy diseñando una prótesis de pie de bajo costo. No me basta con decirle que quiero usar cierta geometría porque será flexible; Necesito mostrarle la literatura que dice específicamente cuán flexible debería ser y demostrar que la geometría propuesta será exactamente así de flexible usando principios de ingeniería. El rigor en el que insiste Winter, dice, ayuda a garantizar que sus estudiantes contribuyan a la ciencia de su campo y desarrollen productos que funcionen tan bien como otros similares o mejores.

Winter también impulsa a los estudiantes que diseñan para los mercados emergentes a viajar al menos dos veces al año para encontrarse cara a cara con las personas que usarán o fabricarán los productos que están diseñando. Amos enfatiza que cada uno de nosotros dedica tiempo a las personas que finalmente utilizarán nuestros productos para comprender completamente sus necesidades en las primeras etapas y luego para obtener comentarios sobre ideas y prototipos, dice Olesnavage. Dicha retroalimentación resultó fundamental en el desarrollo de un sistema de riego por goteo para los agricultores de subsistencia fuera de la red en la India. Winter está diseñando una boquilla para reducir los requisitos de presión de agua del sistema de modo que necesite menos energía, y había planeado configurarla para usarla con tubos delgados y baratos. Pero cuando los agricultores indios intervinieron, se enteró de que el gobierno indio subvenciona los tubos más gruesos, que los agricultores también prefieren porque no explotan cuando un buey los pisa. No aprendería esas cosas de una hoja de datos.

Hay muchas tecnologías, y me temo que hemos inventado algunas de ellas, que están en el estante porque no hemos hecho el pensamiento de la A a la Z sobre si es asequible, si es socialmente aceptable, si hay competidores. , Dice Wadsworth de Battelle. En el otoño, Winter impartirá un curso de posgrado sobre ingeniería global para enfatizar la importancia de tales factores socioeconómicos en ingeniería para mercados emergentes y culturas desconocidas.

Clases como esa son importantes porque no se ha pensado mucho en el proceso de diseño de productos para personas en entornos rurales pobres, dice J. Kim Vandiver, SM '69, PhD '75, decano de investigación de pregrado y director de la Edgerton Center, que ayuda a los estudiantes con proyectos de ingeniería y servicios. Hemos visto muchas cosas diseñadas para el mundo en desarrollo, dice. Parte es basura. En parte, el diseño en sí es excelente, pero no pueden descubrir cómo ampliarlo, cómo distribuirlo, cómo hacer que la cadena de suministro funcione y cómo hacerlo a bajo costo.

El plan de Winter de cinco a diez años es generalizar a partir de estudios de casos en su laboratorio y otras organizaciones tecnológicas para definir principios de diseño para su uso en el mundo en desarrollo. Con toda la complejidad con la que nos enfrentamos, dice Wadsworth, en la medida en que pueda escribir los principios fundamentales de lo que funciona, eso es de gran ayuda.

Inicialmente, Winter fue atraído al campo por la pura dificultad del problema de la silla de ruedas. Cuando comencé [el LFC] pensé, 'Hombre, este es un desafío de ingeniería increíblemente duro', dice. Simplemente no hay ningún dispositivo que funcione así, y estamos tratando de innovar una tecnología que no ha cambiado relativamente durante unos 140 años. Pero hoy, está igualmente impulsado por el deseo de ayudar a la gente. Darle a alguien una herramienta que cambie drásticamente su vida es muy, muy convincente, dice.

Hay desafíos técnicos en el espacio del desarrollo que afectan a miles de millones de personas de vida o muerte, y nadie sabe cómo resolverlos, agrega. Creo que es un área realmente fértil para la investigación.

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