Новые приключения киборга в Германии

    image

    26 – 27 сентября в Дюссельдорфе проходила выставка-конгресс Rehacare 2018. Это крупное мероприятие в отрасли реабилитации, где в этом году проводился показательный Cybathlon. Соревнование было показательным и из всех дисциплин можно было увидеть две — протезы рук и электроколяски.

    Так как участие на выставке мы запланировали заранее, не принять участие в Cybathlon мы тоже не могли. Было интересно протестировать новую версию бионического протеза в деле и сравнить его с конкурентами.

    image

    На Rehacare мы ставили перед собой несколько задач: показать свои разработки — активный и миоэлектрический протезы, VR-платформу для реабилитации Attilan и участие в показательном Cybathlon. Расскажу вам обо всем: и о приключениях киборга в реальности, и о возможности приключений в виртуальной реальности, а в конце статьи еще вас ждет бонус.

    Часть первая: реальные приключения


    Меня зовут Дмитрий, в Дюссельдорф я поехал со вторым для меня по счету протезом предплечья «Страдивари».

    image

    Еще с первым бионическим протезом была одна проблема — у меня очень короткая культя. Это значит, что сигналы в мышцах слабые, поэтому привыкание длилось дольше. Я постоянно практиковался давать сигналы мышцами, делал массажи для руки и просто проходил общую физическую подготовку.

    До показательных выступлений Cybathlon 2018 в Дюссельдорфе протезом я уже пользовался около месяца. Это очень мало в сравнении с другими кибатлетами, но за это время я практически полностью смог синхронизироваться со своей новой кибернетической рукой. Исключения составляли неопробованные и неотренированные положения рук, при которых культя не может должным образом взаимодействовать с датчиками. Например, положение, при котором локоть поднят, а кисть опущена вниз: в таком случае пропадает связь с нижним датчиком и отключается способность схвата. Эта проблема решается улучшением соединения культя-гильза.

    image

    Радикальных изменений в техническом плане в новой версии не было, базовые характеристики остались прежними:

    • Рабочая температура – от -10 до 40°C;
    • Ширина раскрытия кисти – 110 мм;
    • Время полного раскрытия кисти – 1,5 сек;
    • Усилие схвата кисти – 90 Н;
    • Масса кисти в оболочке – 480 г;
    • Время работы в режиме эксплуатации – 48 ч.;
    • Время полной зарядки аккумулятора – 2 ч.

    Встроенный смартфон убрали, потому что он увеличивал вес (а на соревнованиях еще бы мешал выполнению заданий). Остался e-ink дисплей, на который выводятся параметры работы протеза, время, кастомная аватарка. Индикатор заряда вывели отдельно. Изменилась и гильза: эту протезист формировал из большого количества слоев ткани, пропитанной смолой. Верхний слой можно наложить из практически любой ткани и сохранится рисунок. После затвердевания ткань превращается в прочный пластик, он относительно легкий и не пачкается.

    Отдельно хочу рассказать про датчики для снятия EMG-сигналов. Во-первых, их разработали наши инженеры с нуля. От аналогов их отличает более высокая чувствительность. Настройка системы управления датчиков осуществляется из мобильного приложения по Bluetooth без вмешательства отверткой, например.

    image

    Кстати, эти же датчики и алгоритм обработки сигналов датчиков мы использовали в приборе для поиска EMG-сигналов и оценке возможности управления протезом. Если устройство различает сигналы, поступающие с мышц, значит, человек точно сможет управлять бионическим протезом. Скоро он пройдет сертификацию и будет доступен в региональных отделениях протезных центров.

    Задача его — это измерение активности мышц руки, эти данные необходимы для получения медико-технического заключения о том, что человеку можно получить бионический протез (по нынешним нормативам биоэлектрический протез может установить при активности управляющих мышц не менее 50 мкВ и мышц антогониста не более 30 мкВ). Учитывая, что сейчас в регионах часто нет возможности сделать электромиографию, такой прибор решает проблему доступности этой медицинской процедуры.

    Прибор будет совершенствоваться и скоро сможет при помощи программного обеспечения под Windows снимать миограмму и автоматически формировать отчет-заключение в формате Word.

    Но вернемся к приключениям киборга.

    Протез был освоен, я находился уже в Германии. И оставалось дело за малым: испытать протез в «полевых» условиях.

    image

    По сравнению с 2016 годом, когда проводился первый Кибатлон, трасса препятствий для пользователей высокотехнологичных протезов немного изменилась. Демонстрационная включала в себя 4 задания. Оригинальные названия я адаптировал в более «говорящие».

    «Предметы по кругу»
    За максимально короткое время поставить предметы в нужное положение, проходя вокруг стола. Всего 8 предметов и действий, например, вставить карточку в картоприемник, поднять кружку, вставить ключ в замочную скважину и повернуть его.

    «Оделся? Раздевайся!»
    Тут решались задачи, связанные с одеждой. Застегнуть молнию, завязать шнурки, застегнуть пуговицы и так далее. Самым важным было раздеться в конце, многие кибатлеты забывали это делать и задание считалось проваленным.

    Упражнение «Мужик»
    Молоток, отвертка, ножницы и лампочка. В задаче нужно перенести инструменты и затем использовать их: забить гвоздь, закрутить лампочку, разрезать ножницами листок. Здесь раздеваться было не обязательно!

    «Зигзаг»
    Металлическая трубка со множеством поворотов и трудных углов. Задача пройти его с рукояткой, не коснувшись трубы.

    Я прошел все испытания и уложился в положенное время — 8 минут. На видео вы можете посмотреть, как выглядят эти упражнения:


    Не обошлось и без ошибок — я нервничал, и это влияло на результат. Но и соперники сначала тоже выступали очень слабо, нервничали, ошибались. Но под конец мы все выровнялись, стали выполнять задачи хорошо. Я был рад с ними познакомиться, они очень интересные люди. Они огромные молодцы, и я думаю, мы увидимся с ними в 2020 году.

    Если у вас появились какие-то вопросы — задавайте в комментариях, я на все отвечу.

    Часть вторая: виртуальные приключения


    А теперь о виртуальных приключениях, одной из разработок, которые можно было увидеть на нашем стенде, был Attilan. Это отдельный проект, который вышел из-под крыла Моторики и стал отдельной компанией.

    image

    Attilan — это виртуальная платформа, на которой осуществляется реабилитация, причем происходит это в игровой форме. В рамках игры пользователи оказываются на международной космической станции на орбите Марса, их миссия это колонизация красной планеты. Перед пользователями на каждом этапе игры ставятся задачи, которые «провоцируют» его на применение протеза. Выполняя этапы миссии, человек продвигается в игре, переходит на следующий уровень. Такая мотивация более эффективна, играть люди любят больше, чем лечиться.


    Во время игры (и не только) протез собирает данные об активности пользователя, ее качестве, о возникших проблемах или сбоях во время пользования техническим средством реабилитации (ТСР). Вся эта информация не просто собирается, затем она попадает к врачу, который ведет пользователя. А тот в свою очередь отслеживает прогресс и корректирует в целом программу реабилитации.

    Уже в следующей версии протеза в нем появится модуль телеметрии, который будет собирать и передавать эту информацию. Партнером в этом проекте стал Билайн, с их мощностями мы сможем создать крутое функциональное цифровое пространство для реабилитации.

    В Дюссельдорфе можно было погрузиться в виртуальный мир станции и повзаимодействовать с местным окружающим миром. Любопытствующих было много. Уже сейчас можно присоединиться к проекту, для этого не обязательно быть пользователем высокотехнологичных протезов, но также разработчиком в сфере реабилитации или врачом.

    image

    Часть третья: бонус


    А теперь к полезным приятностям. Наша работа не останавливается на достигнутом, нам нужны свежие мозги и руки в разных областях. Сейчас одна из горящих вакансий — это работа для инженера-программиста.

    Его ждут нескучные задачи: разработка системы распознавания жестов на базе анализа ЭМГ-сигналов, классификация их паттернов, машинное обучение системы классификации сигналов. Видите в этом вызов своим навыкам? Тогда ждем от вас письма!
    • +24
    • 3,8k
    • 4

    Моторика

    99,17

    Функциональные протезы рук

    Поделиться публикацией

    Похожие публикации

    Комментарии 4
      +3
      Запястье… человеку на видео, его просто не хватает, оно ему нужно, но в протезе его нет.
        0
        Вообще сам шарнир запястья в протезе есть — это пассивный ротатор. А для заданий на трассе Cybathlon лучше подошел бы шарнир с электроротатором. Правда, он приводит к увеличению массы за счет дополнительного мотор-редуктора. Но элетроротатор уже значится в наших планах.

        Вы имеете ввиду активность как в обычном запястье человека?
          0
          Думаю да, степеней свободы у протеза, по видео, очень мало, собственно 90% движений были выполнены самим телом а не протезом.
        0

        Attilan — очень крутая и полезная разработка. Я её потестил в Сингапуре на стенде Моторики. Из лука пострелял

        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

        Самое читаемое