В России начинается производство высокотехнологичных протезов

В Москве прошел III Московский международный форум инновационного развития «Открытые инновации». В рамках Круглого стола «Бионические органы: от протеза к киборгу» генеральный директор компании W.E.A.S. Robotics Group Илья Чех рассказал о проекте «Экспресс-протезирование», позволяющем уже в самое ближайшее время оснастить всех нуждающихся высокотехнологичными и доступными по стоимости протезами кисти рук.

Три проблемы

«На старте проекта «Экспресс-протезирование» мы задались вопросом: «Чем мы можем помочь людям с ограниченными возможностями, которым необходимы протезы?», — рассказывает Илья Чех. — Мы стали исследовать, какие проблемы есть в России, и выделили 3 основных:

1. Отсутствие детских активных протезов. В России детям до 12–13 лет не устанавливают активные протезы кисти.

2. Слабое распространение бионических многофункциональных протезов.

3. Очень низкий процент людей с ограниченными возможностями, которые получают протезы».

Детские протезы

Проект начинался с разработки активного протеза для решения проблемы пальцевого дефицита у детей. В рамках проекта был разработан протез кисти руки, который работает за счет того, что ребенок (или взрослый), двигая лучезапястным суставом, активирует те самые тяги, которые осуществляют функцию фаланги. Такие протезы можно устанавливать ребенку, начиная с 3–3,5 лет. При этом очень важно с максимально раннего возраста использовать активные протезы, чтобы они развивали мышцы, и чтобы по достижении определенного возраста, когда ребенок вырастет, он мог без проблем пользоваться многофункциональными бионическими протезами.

«Ключевая особенность детских протезов заключается в том, что дети нуждаются в их замене раз в 4–5 месяцев, — отметил Илья Чех. — Протез достаточно легко модифицируется — увеличивается по мере роста ребенка. Поскольку детский протез нужно менять 2–3 раза в год, он должен быть максимально дешевым, поэтому для 7-летних детей протез будет стоить 15 тысяч рублей, для раннего возраста — около 10–13 тысяч рублей».

Выбирая дизайн протеза, разработчики, безусловно, задумывались о том, как сделать протез более эстетичным, может быть, похожим на настоящую руку. Однако, согласно опросам европейских и американских социологов, люди все лучше начинают относиться к всевозможным девайсам: чтобы если это протез, он выглядел не как рука, а выглядел высокотехнологичным. Тем не менее, создатели протеза развивают его эргономику в двух направлениях: первое — это максимальная имитация человеческой руки и второе — это хай-тек девайс, с которым можно ходить, показывать, хвастаться…

На сегодняшний день уже 3 пациента постоянно пользуются такими протезами. Среди них Ксюша 4,5 лет и Даниил 7,5 лет, который теперь может брать кружку, стакан, играть с игрушками, мячиком, домашними животными, дергать девочек за косички.

Данная версия протеза позволяет просто взять предмет, просто научить ребенка взаимодействовать с окружающими предметами и помогать ему развивать мышцы.

«Тягловая версия протеза будет использоваться только в детских и взрослых протезах пальцев, — пояснил Илья Чех. — В дальнейшем протез кисти будет полностью многофункционален с движениями кисти вверх, вниз, вправо, влево, плюс вращение на 200 градусов».

В настоящее время протез готовится к сертификации, а с начала следующего года поступит в продажу. Нулевой этап проекта — разработка тяглового протеза — ведется полностью за счет средств основателей проекта, без привлечения финансирования.

На текущем этапе производители могут выпускать в среднем 2 тысячи изделий в год. Последующее расширение планируется с привлечением российских или китайских производителей. Сейчас разработчики начинают искать средства на расширение производства, на более серьезное системное продвижение тягловых протезов и на разработку бионических протезов.

Бионические протезы

Следующим этапом проекта стала разработка многофункционального бионического протеза, которая началась в августе 2014 г. На данный момент уже создано 2 прототипа. В этом месяце протез планируется установить первому пользователю.

По словам создателей устройства, у протеза есть ключевые особенности — сетевое управление, которое базируется на специальном биобраслете. В режиме реального времени этот браслет умеет распознавать полную миограмму предплечья человека, обучаться определять фантомные жесты, которые человек хочет сделать и передавать соответствующие сигналы на протез. Текущая версия прототипа системы управления умеет распознавать до 6 жестов.

Второй ключевой особенностью является система обучения на базе виртуальной реальности, которая призвана решить одну из ключевых задач в области бионических протезов — довести управление изделием до уровня рефлекса.

Сейчас человеку необходимо постоянно концентрироваться и думать о том, что же он хочет сделать. Система управления на базе виртуальной реальности позволит человеку еще до готовности протеза обучить его, как взаимодействовать с окружающими предметами.

«Когда человек приходит к нам за протезом, мы снимаем мерки, запускаем процесс изготовления протеза, а будущего пользователя помещаем в виртуальную среду, где моделируется домашняя обстановка, офисное или заводское помещение, — рассказывает гендиректор W.E.A.S. Robotics Group. — И человек в максимально приближенных к реальности условиях учится взаимодействовать с виртуальными предметами».

По словам эксперта, этого вполне достаточно, чтобы мозг человека начал понимать, что у него есть рука, и она полноценно работает. Таким образом восстанавливается утерянная при травме рефлекторная дуга.

Сегодня огромной проблемой в России является взаимодействие хирурга, который проводит ампутацию и протезиста, который устанавливает протез.

«Мы стараемся связать этих двух специалистов, чтобы человек, нуждающийся в ампутации конечности, уже на фазе планирования операции знал, что ему поставят такой-то протез, а хирург понимал, как правильно провести ампутацию, чтобы протез максимально подходил человеку, и пациент мог управлять им максимально комфортно», – сказал эксперт.

По словам разработчиков, стоимость бионических протезов будет существенно зависеть от квоты, которая выделяется на протезирование человека. Поэтому задача базовой версии — максимально подвести стоимость протеза под эту квоту, чтобы любой человек в случае травмы мог позволить себе многофункциональные протезы. В перспективе предполагается разработка и более функциональных более дорогостоящих версий протезов, которые будут сравнимы со стоимостью зарубежных аналогов.

«Если сравнивать наши разработки с зарубежными, то иностранные специалисты ушли достаточно далеко, но не в механике, а в управлении, — отметил Илья Чех. — С точки зрения кинематики, движения, механики, использовании микродвигателей ничего принципиально нового там не придумали. Однако сейчас все последние исследования, которые проводятся в Европе и в Америке, направлены на инвазивное вживление датчиков. Это уже не внешняя система управления, не считывание потенциала с мозга, а непосредственно считывание потенциала с мышц и, соответственно, передача обратной связи».

В ближайшие 2–3 года разработчики планируют делать акцент на развитие вживляемого направления — на более адаптивные системы управления, чтобы протез умел предсказывать жесты, которые человек хочет сделать. Однако инвазивное протезирование возможно и реализуемо только для взрослого пользователя, потому что мышцы ребенка растут и видоизменяются, а делать ему операцию по вживлению инвазивного датчика каждые полгода — слишком травматично и затратно.

Первый шаг

«Протезирование для нас — это лишь первый шаг, — отметил Илья Чех. — Мы строим компанию, которая будет заниматься медицинской робототехникой и всем, что с этим связано, при этом стараемся решать проблемы людей с ограниченными возможностями более системно».

В течение последующих 10–15 лет разработчики планируют развивать такие направления, как экзоскелеты, восстановление моторики после инсультов, в случае каких-то травм, полученных в автокатастрофах. Кроме того, они будут заниматься инвазивной робототехникой. Это и роботы-ассистенты, и вживление различного рода датчиков, сенсоров, которые будут следить за состоянием человека.

Источник: интернет-портал государственной программы "Доступная среда"
                  http://ria-ami.ru/

 
По теме
Юлия Котолевская (слева), Любовь Мороз (в центре) и Ирина Шеремьёва считают, что модельная библиотека может изменить жизнь целого поселения Последнее время жительница Эльбана Ирина Бондаренко зачастила в библиотеку.
Чудеса случаются - Районная библиотека В рамках проекта «Расскажи мне сказку» (сказкотерапия, для детей с интеллектуальными нарушениями) АНО ПКИ «Лига Книголюбов» был организован и проведен конкурс творческих работ «Мой любимый сказочный герой».
Районная библиотека
Талантливых артистов выпускает Детская школа искусств района имени Лазо - Министерство культуры Фото: Пресс-служба министерства культуры края В рамках выездного расширенного заседания правительства края под руководством губернатора Михаила Дегтярева одно из старейших учреждений культуры района имени Лазо – Детск
Министерство культуры
Волшебная страна - театр - Районная библиотека 27 марта во всём мире отмечают всемирный День театра. Вот и ребята из МБОУ СОШ №1 были приглашены в необычное путешествие в волшебный мир театра.
Районная библиотека