فائزون بجائزة مبتكرون دون 35: تعرف إلى المصريين داليا حسن ودافيد جرجس وابتكاراتهما

داليا حسن، مصر

تمكنت المصرية داليا حسن (25 عاماً) من الفوز بجائزة مبتكرون دون 35 لعام 2022 بعد نجاحها في تطوير أول ساق اصطناعية بتصميم مصنوع من مواد قابلة لإعادة التدوير وبتكلفة أقل من 20 دولاراً، لتوفير حل مناسب للجميع، وتعمل حالياً على تجربة التصميم سريرياً تمهيداً لدخول مرحلة الإنتاج.

داليا حسن هي مهندسة في مجال الطب الحيوي، تخرجت في جامعة خليفة بالإمارات العربية المتحدة، وتعمل حالياً باحثة أيضاً في الجامعة، وفي طريقها لإنهاء دراسة الماجستير في الهندسة الطبية الحيوية التطبيقية في جامعة جونز هوبكنز، كما تعمل حالياً موظفة في شركة سيمنز هيلثينيير (Siemens Healthineers) في خلية التفكير (Think Tank) التي تدعم أنشطة الابتكار المحلية في الشرق الأوسط ومناطق جنوب وشرق إفريقيا، والعمل على تحسين حياة المرضى والوصول إلى الرعاية الصحية لأفراد منطقتنا من خلال الابتكار وتقنيات الرعاية الصحية.

بلوم: ابتكار يعمل على تغيير حياة مبتوري الأطراف

قصة الابتكار جاءت بعد مشاهدة قصة الفتاة السورية مايا مرعي ووالدها، مبتورا الأطراف اللذان ظهرا وهما يستخدمان أدوات بدائية الصنع كأطراف صناعية لعدم قدرتهما على الحصول على أطراف صناعية طبية، هذه القصة وبصفتها مهندسة طبية حيوية جعلتها تفكر في حل عملي لتطوير أطراف صناعية قابلة لإعادة التدوير ذات مقاس واحد يناسب جميع الأطراف الاصطناعية، وهو ما تمكنت منه لاحقاً عبر إنشاء مشروع "بلوم" لتصميم الأطراف الصناعية لمبتوري الأطراف الذين لا يستطيعون تحمل تكاليف الأطراف الاصطناعية البديلة التي تتسم بأنها باهظة الثمن، أو يصعب الحصول عليها، كما أنها غير مريحة في أغلب الأحيان.

وتتضمن الساق الاصطناعية أربعة مكونات رئيسية، هي:

تجويف تعليق قابل للتعديل.
ركبة بأربعة قضبان آلية.
صروح قابلة للتوسيع ذات أنابيب ملولبة.
قدم اصطناعية مع مفصل الكاحل لدعم درجات الحركة الأوسع بما في ذلك الانحناء، والقرفصاء، والتسلق، والجري، وغيرها.

وعن آلية عمل الابتكار، فإن المقبس (الفخذ) يمكن أن يصلح لجميع المرضى، من الذين يعانون من نقص الوزن إلى السمنة، كما تدعم بشكل كامل المريض حتى في حال استمر طوله نمواً ، كما تسمح الأشرطة التي يزود بها الطرف بأحجام مختلفة بتكييف الطرف مع وضعيات مختلفة (جلوس، راحة).

كما يعطي تصميم الصرح (العجل) مبتوري الأطراف القدرة على ضبط طول أسفل الساق بسهولة بدون استخدام أدوات خارجية، وقد تم اختبار جميع الميزات ميكانيكياً للتأكد من المتانة والثبات والأمان وسهولة الاستخدام والجدوى. ولسهولة استخدام المريض للطرف الصناعي بنفسه دون الاستعانة بأحد، تتضمن العبوة تعليمات تفصيلية للتوجيه والتركيب الذاتي.

ما الذي يجعل ابتكار بلوم فريداً من نوعه؟

يعتبر هذا الابتكار أول تصميم لساق اصطناعية على الإطلاق من المواد القابلة لإعادة التدوير وتقل قيمتها عن 20 دولاراً، والتي توفر حلولاً تسمح لمبتوري الأطراف في المناطق التي تعاني من الحرب من الحصول على ساق اصطناعية ذاتية التركيب بدلاً من الاضطرار للسفر لزيارة العيادات التي يتعذر الوصول إليها. بالإضافة إلى ذلك يعتبر ابتكار (بلوم) أيضاً أول نظام تعويضي ينمو مع مبتور الأطراف ولا يحتاج إلى الاستبدال، حيث إنه مناسب لمختلف الأطوال والأوزان بسبب دعمه درجات واسعة من الحركة والدوران للراحة والكفاءة، مع دعم أسرع في المشي واستهلاك الحد الأدنى لطاقة المريض.

تجدر الإشارة إلى أن تصميم الابتكار حالياً قد اكتمل، وستكون المرحلة التالية التجارب السريرية حيث ستعمل المهندسة بالتعاون مع جامعتي خليفة وجونز هوبكنز لصقل المنتج بناءً على تعليقات المستخدمين على المستوى الدولي ومراكز إعادة التأهيل، تمهيداً للانتقال إلى المرحلة التالية وهي مرحلة التصنيع.

دافيد جرجس، مصر

تمكن دافيد جرجس (33 عاماً) أحد الفائزين بجائزة مبتكرون دون 35 لعام 2022، من ابتكار طريقة جديدة لتطوير عملية الطباعة الثلاثية الأبعاد لسبائك المعادن باستخدام الذكاء الاصطناعي من أجل تحسين الجودة والاعتمادية، وقد استطاع التوصل إلى هذا الابتكار بسبب الخبرات التراكمية التي جمعها بعد العمل مع علماء ومهندسين مرموقين وموهوبين في مجالي الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد.

دافيد جرجس مبتكر مصري يقيم في الولايات المتحدة وكندا. حصل على درجة الماجستير في الهندسة الميكانيكية من جامعة تورنتو الكندية في عام 2016، وعمل مساعداً باحثاً بالجامعة الأميركية بالقاهرة وجامعة تورنتو، كما التحق بجامعة واترلو الكندية باحثاً مشاركاً، وانضم أيضاً لقسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في جامعة تورنتو باحثاً زائراً، وعمل مهندس تصميم في شركتي تريمبل (Trimble) الأميركية لتكنولوجيا البرمجيات والأجهزة والخدمات، وأبلانيكس (Applanix) التي تعمل على تطوير وتصنيع منتجات نظام الملاحة بالقصور الذاتي.

وحالياً هو مرشح لنيل درجة الدكتوراة في جامعة كارنيغي ميلون، ومؤسس شركة كونسيستنسي (Consistency) الناشئة المتخصصة في الطباعة الثلاثية الأبعاد للمعادن في قطاع الطيران، ويركز عمله على تصنيع الإضافات المعدنية، والاستفادة من الذكاء الاصطناعي لتحسين اتساق جودة الطباعة، كما ألّف أكثر من عشرة مقالات علمية، ويتعاون مع أكثر من عشرين عالماً ومهندساً في مجاله.

طريقة جديدة وثورية في الطباعة ثلاثية الأبعاد للعناصر المعدنية

تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد للسبائك المعدنية عملية فيزيائية معقدة للغاية، كما أن طباعتها بجودة يمكن التنبؤ بها وخالية من العيوب أمر صعب للغاية. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب الطباعة باستخدام كل سبيكة معدنية تطوير معلمات الطباعة التي يجب أن تكون مصممة خصيصاً لتناسب التركيب الكيميائي للمادة والخصائص الفيزيائية.

ويأتي الاختراع والابتكار الذي أوجده دافيد لمعالجة هذه التحديات من خلال طرق المراقبة والتنبؤ الذكية في الموقع التي تستفيد من تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي لجعل عملية تطوير العملية فعّالة من حيث التكلفة، بهدف الحصول على جودة متسقة للطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن.

ويأتي الابتكار بعد جهد تراكمي من العمل المستمر، وسلسلة من الإخفاقات في العمل على عشرات التجارب على أجهزة مختلفة، حيث كانت في البداية مجرد فرضية غامضة للغاية تستند إلى أساس نظري، لكن بعد العمل المتواصل تمكن دافيد من تحويلها إلى طريقة ناضجة بعد العديد من التجارب والتكرارات الفعلية.

ما الذي يجعل هذا الابتكار فريداً من نوعه؟

بشكل عام لتصنيع المعادن بالطباعة ثلاثية الأبعاد فوائد وتطبيقات غير محدودة في صناعات الطيران والسيارات والرعاية الصحية والدفاع، حيث يتم استخدامها لتصنيع الهياكل الخفيفة المعقدة التي يمكن أن تقلل من استهلاك الوقود، وإنتاج تصميمات من المستحيل تصنيعها بالطرق التقليدية.

ومن ثم يعتبر هذا الابتكار طريقة فعّالة من حيث التكلفة، حيث يمكن دمج مكونات الأجهزة في الأجهزة الحالية دون الحاجة إلى تعديل الأنظمة الحالية. علاوةً على ذلك، إنه قابل للتعميم على أنواع مختلفة من السبائك المعدنية التي تم اختبارها، ولديه دقة تنبؤ أفضل من الطرق الأخرى المتعارف عليها.

وقد أظهرت الطريقة التي قام بها دافيد بالطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن فعالية واضحة عن طريق دمج طبقة المسحوق بالليزر، التي تعتبر واحدة من أكثر تقنيات الطباعة استخداماً، وتتمثل الخطة المستقبلية في توسيع تطبيق هذه الطريقة على تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد القائمة على الانصهار.

وهو ما يعمل عليه دافيد حالياً من خلال شركته الناشئة لنقل التكنولوجيا التي طوّرها كجزء من بحثه العلمي إلى منتج.