新加坡设计膝关节康复智能系统KIMIA 入围戴森设计大奖国际20强

新加坡设计KIMIA入围戴森设计大奖国际20强。这是该奖于2006年进入新加坡后，新加坡设计第二次入围国际大赛。KIMIA是一套膝关节康复智能系统，其功能与特点何在？工程设计师郭紫明和安仁南星受访说创作过程。其他入围国际20强的设计又有什么新意？

新加坡设计的医疗产品KIMIA入围戴森设计大奖国际20强，将角逐国际大奖及永续性大奖。

戴森设计大奖（The James Dyson Award）是由詹姆斯戴森基金在2002年推出的国际性工程设计大奖，核心理念是“能解决问题的设计”，以激发更多年轻人投入设计工程行业。

本年度大奖吸引27个国家地区近1800份参赛作品，从年轻发明者到设计工程师皆有。设计奖创办人詹姆斯戴森将在11月19日亲自评选国际大奖及永续性大奖。

KIMIA在新加坡组夺冠（奖金3500元），更入围国际20强。这是继2011年王春淑的设计之后，新加坡设计第二次角逐国际大奖（奖金5万2000元，代表大学奖金8500元）及永续性大奖（奖金5万2000元）。

KIMIA产品设计师是出身新加坡国立大学工程系的郭紫明（30岁）和安仁南星（Aaron Ramzeen，26岁）。他们接受《联合早报》访问时说，没想到会获得国家组大奖，还有机会角逐国际大奖，深感荣幸。

KIMIA是由起步公司Kinexcs（www.kinexcs.com）开发的旗舰医疗器械产品。该公司致力于运用数据采集和分析技术，构建综合数字健康平台，专注于为肌肉骨骼病人实现可视化数据依据的康复解决方案，为大众用户提供个性化健康管理手段。

郭紫明指出，公司约有10名员工，有些亲人深受脊柱疼痛之苦，有些职员（包括设计师）做运动时扯伤肩膀、膝盖等部位，因而开发出针对膝盖康复的产品，适合全膝关节置换术年长患者和运动人士。KIMIA是一套集穿戴式设备和数据分析平台于一体的智能系统，可用于骨科手术康复病患的全疗程管理和持续性居家康复监测。

KIMIA设计上有何特点？郭紫明说，穿戴在膝盖的设备有独特的传感器，能够捕捉使用者日常生活移动时全方位的数据资料，而且准确度非常高，可与治疗师实时共享，为远程康复提供全面解决方案。这种穿戴配备材质柔软又坚固，可供弯下腰超过10万次。耗电量极少，每天使用8至12小时，两个月内不用更换电池。市面上其他的配备只能监测复健练习，但是KIMIA可以监测到日常所有的移动，而且粘合剂不会在冲凉后滑移。

郭紫明指出，临床上，医生可以用KIMIA监测骨科手术患者的病情并提供优质、个性化的康复护理。很多病人手术后在家并不一定跟从复健练习程序，不知道关节僵硬等膝盖问题会延误康复，导致更多次数的复健护理。这个设备将先进的传感器技术与直观的软件平台相结合，得以在整个治疗过程（术前、术中和术后）跟踪、指导和监测患者，并鼓励患者了解自己膝盖的全面数据，使其更快地康复，提高临床医生的工作效率，并降低护理人员的人工成本。

全膝关节置换术是老龄化社会最常见的骨科手术，通常伴随着漫长艰辛的康复期，过去50年，康复领域几乎没看到任何变化。随着人口老龄化，将使本已负担过重的医务人员状况恶化，设计师相信穿戴式物联网技术已是突破点。

设计团队主要来自工程背景，缺乏医疗知识，开发KIMIA三年来，更新了三个版本，挑战重重。安仁南星说，首先，尝试不同的传感器技术，KIMIA的传感器技术是当前设计中看不到的，检测到数据资料不会随着移动而失准。还有，如何确保穿戴配备可以长时间检测到数据资料，也是挑战。他说：“我们开发的产品是要给患者穿戴在膝盖上，但我们没有医疗背景与联系，寻找并花时间说服患者试戴使用，取得他们的信任，并提供对产品的回馈，是很大的挑战。”

郭紫明也说，Kinexcs不是大型公司，而是靠股权融资的起步公司，已获知名风险投资公司的支持，如美国的SOSV Ventures、英国的Entrepreneur First、新加坡的SG Innovate和国大企业机构。KIMIA这类设计项目需要筹款开发，耗资约150万元，将在明年推出市场。如何建立销售渠道，成为新挑战。

Kinexcs已与新加坡中央医院、黄廷芳综合医院和樟宜综合医院合作开展临床项目，以测试产品的准确性，临床相关性和可用性，包括针对诸如全膝关节置换和前十字交叉韧带重建（ACL Reconstruction）手术患者的康复疗效研究等，并与全球大型医疗设备公司如强生医疗（Johnson & Johnson）和最大的人工关节制造商之一DePuy Synthes紧密合作。

得过2019年广州天英汇国际创新创业大赛首10大、杭州国际创业大赛医疗科技组首五大、2017年度Techfactor Challenge大奖最佳团队的Kinexcs，将进而将已获得专利权的传感器技术使用在脚踝、臀部、肩膀、颈项等需要复原护理的病痛上。

入围国际20大的其他设计

入围国际20大的设计不少与医疗与永续性设计相关。毕业于澳洲斯威本理工大学的Kennyjie Marcellino在印度尼西亚长大，当地每年因蚊子传播的各种疾病而死亡的人数达70万。然而，当前的防蚊措施（如蚊香和熏蒸）不便和效率低，他设计出以二氧化碳为基础的捕蚊器Quito来吸引捕捉蚊子而非驱赶，以亲社会和环境方式全面减少蚊虫数量，解决公共卫生危机。捕蚊器用当地可持续性藤料与陶瓷压铸工艺制作。

玻璃建筑导致市区紫外线过度暴露。玛布亚科技学院电子工程系学生Carvey Ehren Maigue从北极光获得灵感，制作了AuREUS。至今，太阳能农场多是水平式，从没垂直建造的。由于AuREUS能吸收紫外线，即使不面对阳光也可以产生电能。如果建筑物被AuREUS四面覆盖，将成为垂直的太阳能农场。另个问题是，农作物容易变质，造成损失，借助这项技术，可以在创建新材料时对废物升级处理。AuREUS系统的墙壁、窗户使用回收的农作物废料合成技术吸收来自阳光的散射紫外线，将其转换为清洁的可再生电力。

当产品设计师Shashank Nimkar与朋友前往印度主要陶瓷生产中心Khurja考察时，看到成堆废弃的陶瓷碎片时，认为该做点事。人们无法把混合材料制成的产品的材料逐一分开，促使他致力于开发单一材料，通过回收经烧制后的陶瓷废料，减少60％的自然资源开采。零废物的生产工程，并遵循循环经济原则。他采购经烧制后的粉状陶瓷废料为主要原料，加少量纯粘土，烧成后转为陶瓷，这在回收材料时具优势。使用“滑模铸造”法，可将这种材料模制成任何形状与大小，提高产量。该材料经由当地政府测试，据说比传统陶瓷强35％。

目前全球估计有2.44亿人患视力障碍，尚无法治愈，视力障碍通常位于脆弱的视网膜上。视网膜手术是在人类生理机能极限下进行，为了安全尝试创新疗法，外科医生寻求增强性能技术的帮助。鲁汶大学学生Jonas Smits设计的眼机器人，减少不必要的手部震颤，眼睛旋转，稳定眼部位置，使外科医生能以更高的精确度做手术，并对目前无法治愈的盲症执行具有开创性的新程序，包括高精确度的基因治疗。

与百多个行业领导者交谈后，滑铁卢大学以Ishan Mishra为主导，光学工程师和业余摄影师组成的设计团队意识到，常规镜头无法变焦在多个行业应用中引发问题。没有身体运动就无法调节镜头的光学行为，此限制有损摄影（拍照时变焦，图像立即变得有颗粒感和像素化），导致每台新智能手机的摄像头都比上一部更多。团队设计的Scope，提供可电动调节的镜头，实现无损变焦和袖珍相机，从而为智能手机，AR/VR，LiDAR扫描，机器视觉，显微镜等提供更高的图像质量和更低成本。它配备FLIR热成像技术的灭火喷嘴，可以识别黑暗中或通过烟雾识别物体，协助消防员对抗火灾，挽救更多性命。

每年全球有超过30万人因声带癌等疾病而失去声音。东京大学大学院设计团队领队竹内雅树，从YouTube视频第一次看到失去声音的患者所使用称为EL（电喉）的特殊设备时，发出的声音如此不同。大多数患者对EL非常不满意——使用时必须一只手握住，声音也不自然。新设计的Syrinx是可​​穿戴配备，无须手动操作就可使喉咙振动，通过移动嘴巴说话，可恢复患者原来的声音。Syrinx外观设计时髦，可根据使用者喜好定制。

戴森设计大奖：www.jamesdysonaward.org/