Siemens와 AWS의 도움을 받아 보철물 비용을 90% 절감한 Unlimited Tomorrow

소아용 인공 팔다리는 단 하나만 구입하는 데도 수만 달러가 들 수 있습니다. 하지만 아이들은 12~14개월 안에 훌쩍 자랍니다. Unlimited Tomorrow는 생산 공정을 혁신하여 인공 기관 비용을 크게 절감했습니다. Unlimited Tomorrow는 3D 스캔을 3D 프린팅용 설계로 변환하는 소프트웨어를 사용하여 고기능 맞춤형 팔다리를 만듭니다. 그 뿐만 아니라 Amazon Web Services(AWS) 기반 Siemens 애플리케이션의 도움으로 생산 프로세스는 더욱 간소화되었습니다. 그 덕에 전 세계의 더 많은 어린이와 성인이 인공 기관을 더 많이 이용할 수 있게 되었으며 최근에는 우크라이나 전쟁 피해자들도 그 혜택을 누리고 있습니다.

Unlimited Tomorrow의 창립자 Easton LaChapelle은 십대였을 때 여러 과학 프로젝트를 위해 로봇 팔다리를 만들었습니다. 2013년에 인공 팔을 낀 소녀를 만났는데 소녀의 부모님으로부터 지나치게 높은 가격에 대한 이야기를 들었습니다. 성장이 빠른 시기에 팔 하나에 최대 8만 달러가 든다는 것입니다.

이것이 바로 LaChappelle이 회사를 설립한 이유입니다. 그의 비전은 고품질 생체 인공 팔을 저렴한 비용으로 제공하여 누구나 쉽게 접근할 수 있도록 함으로써 상지 장애가 있는 개인을 돕는 것입니다. 오늘날 Unlimited Tomorrow는 소켓부터 손가락 끝까지 맞춤화되는 고기능 근전 인공 팔인 TrueLimb을 생산합니다. 이 인공 팔에는 통기성이 좋고 편한 소켓이 포함되어 있고 30개 이상의 센서를 사용하여 직관적이고 정밀하게 제어할 수 있습니다.

LaChappelle은 “모든 TrueLimb은 모양, 크기, 피부색에 맞춰 제작됩니다”라고 말합니다. “TrueLimb 손톱에 색을 칠할 수도 있습니다.”

Unlimited Tomorrow는 피팅 및 설계 공정의 일환으로 앱과 맞춤형 소프트웨어를 통한 3D 스캐닝을 사용합니다. 이 앱은 각 환자의 고유한 고객 ID를 만드는 데 사용되는 사진과 치수를 수집합니다. 데이터가 수집되면 디지털 방식으로 소켓을 설계하고 3D 프린팅을 사용하여 소켓과 맞춤형 인공 팔다리를 제작합니다.

그러나 3D 스캔으로 소켓의 3D 모델을 제작하는 일은 어려울 수 있습니다. 회사는 이 문제를 해결하기 위해 다양한 컴퓨터 지원 설계(CAD) 소프트웨어 옵션을 시도했지만, 결과물에 필요한 세부 수준과 복잡성을 솔루션에 수용할 수 없었습니다. 이에 Unlimited Tomorrow는 AWS 파트너인 Siemens와 팀을 이루고, 이들이 갖춘 전문성과 소프트웨어의 도움을 받아 디지털 워크플로를 만들었습니다. 

참여: Unlimited Tomorrow

Unlimited Tomorrow는 Siemens의 Xcelerator 포트폴리오를 사용합니다. NX™ 소프트웨어는 제품 엔지니어링에 사용되고 Teamcenter® X 소프트웨어는 제품 수명 주기 관리(PLM)에 사용됩니다. 이 두 애플리케이션은 제품의 가상 표현(디지털 트윈이라고도 함)을 구축하고 관리하는 데 도움이 됩니다. 그 결과로 3D 스캔으로부터 설계를 생성하고 이를 관리하는 솔루션이 나왔습니다. 이 설계를 나중에 3D 프린팅에 사용할 수 있습니다. 

Unlimited Tomorrow의 Mechanical Design Engineer인 Matthew Landolfa는 “NX 기술 덕분에 고객으로부터 받은 스캔 데이터를 처리하고 이를 사용하여 고유한 팔다리를 만들 수 있게 되었습니다”라고 말합니다.

디지털 트윈을 성공적으로 만들려면 CAD와 PLM 간의 통합이 매우 중요합니다. Teamcenter X는 소스와 관계없이 여러 CAD 애플리케이션에 통합됩니다. Unlimited Tomorrow의 경우 Siemens NX와 추가적인 3D CAD 소프트웨어가 여기에 포함됩니다. 그 결과 통합된 단일 어셈블리를 만들어냈습니다.

LaChappelle은 “Siemens NX와 Teamcenter X를 사용하여 3D 스캔을 소켓으로 바꿉니다”라고 말합니다. “각 인공 기관과 소켓 세트는 반대편 팔다리 크기에 완벽하게 맞도록 고유하게 만들어집니다.”

복잡한 3D CAD 파일을 저장하고 처리하기 위해서는 Amazon FSx for Windows File Server가 사용됩니다. Amazon AppStream 2.0은 NX 및 Teamcenter X 애플리케이션 모두에서 고성능 스트리밍을 제공합니다. Amazon Elastic Compute Cloud(Amazon EC2)는 컴퓨팅 리소스의 소스로 사용되며 Elastic Load Balancing은 Teamcenter X에서 일관된 고가용성을 달성하는 데 도움이 됩니다.

LaChappelle은 이 모든 일을 가능하게 하고 지원하는 것이 AWS와 Siemens라고 생각합니다. “AWS와 Siemens로부터 얻은 가장 큰 부가 가치는 AWS 백엔드 데이터베이스를 모바일 앱에 쉽게 통합하고 아주 쉬운 방법으로 데이터를 조작할 수 있다는 것입니다.”

디지털 워크플로가 있으면 효율적인 생산을 지원할 수 있을 뿐만 아니라 Unlimited Tomorrow에서 기존 인공 기관보다 훨씬 저렴한 비용(최소 1/10 가격)으로 인공 팔다리를 제작할 수 있습니다. 그러면 아이들이 커가면서 새로운 인공 기관을 가질 수 있습니다. 디바이스가 작아지면 Unlimited Tomorrow로 다시 보내 재활용하고 치수에 맞는 새 디바이스를 몇 주 안에 받아볼 수 있습니다.

2022년 우크라이나 전쟁이 발발했을 때 LaChapelle은 많은 사람이 팔다리가 절단되는 부상을 입었다는 것을 알게 되었습니다. 이때 Unlimited Tomorrow의 자선 사업부인 Unlimited Tomorrow Global Initiative는 생존자들을 위한 인공 팔을 만들어 무료로 제공하기 위한 목적으로 기금을 모금하기 시작했습니다. 기술과 기업가 정신이 세계의 가장 큰 문제를 해결할 수 있다고 믿는 혁신 기업인 Siemens와 Singularity Group은 현장에서의 노력을 돕고 있습니다.

LaChappelle은 “우크라이나는 전쟁으로 폐허가 되어 인프라가 거의 없습니다. 하지만 우리는 고유한 생체 공학 인공 기관을 아주 효율적으로 스캔하고 맞추고 제공하여 재해 지역에서 절단 수술을 받은 환자를 신속하게 도울 수 있습니다”라고 말했습니다.

Unlimited Tomorrow의 미래는 한계가 없어 보입니다. LaChappelle의 비전은 불가능하다고 생각했던 문제를 해결하는 인간 증강 기술의 리더가 되는 것입니다. 이러한 제품은 착용형 기기부터 외골격까지 다양합니다.

Unlimited Tomorrow는 기계 학습(ML), 가상 현실(VR), 인공 지능(AI)에도 초점을 맞춰 근육 모델링을 비롯한 더 다양한 제품을 만들 수 있도록 지원하고 있습니다. LaChappelle은 “현재의 데이터를 적절하게 조정하여 미래에 데이터의 가치를 실제로 활용할 수 있다는 것이 흥분됩니다”라고 말했습니다.