Встань и иди: инвалидные коляски уходят в прошлое

5 мая отмечается Международный день защиты прав инвалидов, который призван обратить внимание общества на проблемы людей с ограниченными возможностями, передают РИА Новости. Одна из основных — передвижение по городу и доступность городской инфраструктуры. В обозримом будущем на смену инвалидным креслам, не всегда удобным в условиях мегаполиса, придут высокотехнологичные экзоскелеты. 

Уже сегодня они помогают людям быстрее восстанавливать способность ходить после серьезных травм, позволяют двигаться тем, у кого ноги полностью парализованы. С внедрением новых разработок инвалидные коляски постепенно уйдут в прошлое, и городская среда станет более доступной для передвижения.

Фактически экзоскелет – это самостоятельный робот, который прикреплен к телу человека и двигает его руками или ногами (в зависимости от задачи).  Он управляется при помощи внешних сигналов кнопками, джойстиком или посредством беспроводной связи через компьютер, телефон или планшет.

Первые экзоскелеты появились в середине 60-х годов прошлого века и основной их задачей было помочь человеку переносить тяжести. Тогда развитие далеко не пошло, так как сами производимые конструкции были громоздкими и тяжелыми. С развитием композитных материалов появилась возможность изготавливать легкие и прочные экзоскелеты, пригодные для ношения человеком. Сегодня эти носимые роботы находят промышленное применение на производстве, в армии и медицине.

В мире медицинские экзоскелеты для восстановления мышц и для бытового применения серийно производят несколько компаний в мире. Наиболее известные из них  новозеландская REX (REX P),  американские Parker Hannifin Corporation (бренд Indego) и Ekso Bionics (Ekso Bionics GT), израильская ReWalk, японская CyberDyne (HAL).

Наиболее продвинутый экзоскелет израильской компании ReWalk Robitics сегодня выпускается уже в 6 поколении. С каждой новой версией экзоскелет становится более легким и менее громоздким по сравнению с аналогами. В нем человек может идти со скоростью 2.6 км\ч.  Устройство весит 25 кг, и рассчитано на человека массой до 80 кг. На одной зарядке аккумулятора экзоскелет может работать до 180 минут.  Его стоимость в России сегодня около 3.5 млн рублей.

Компания Parker Hannifin Corporation выпускает экзоскелет Indego. Масса всей конструкции – 12 кг, она рассчитана на пользователя массой до 113 кг и ростом о 155 до 191 см. Аккумулятор обеспечивает 4 часа непрерывной работы. Пользователь может идти, стоять, наклоняться вперед, вставать и садиться. Данные о состоянии системы и элементы управления могут выводиться на смартфон.

В качестве основного уникального свойства  экзоскелета HAL японские  разработчики из компании  Cyberdyne указывают его способность заново обучить мозг передвигать конечности. Во время ходьбы от мозга к мышцам посылаются сигналы, которые “протекают” на поверхность кожи. Датчики экзоскелета считывают эти сигналы и в соответствии с ними компенсируют сокращение  отдельных мышц, помогая пациенту ходить, стоять и сидеть за счет силы с его собственных ног.

В Нижегородском государственном университете имени Н.И.Лобачевского ведутся разработки экзоскелета под эпическим названием “Илья Муромец”. Прототип уже представлялся на выставках и, как заявляют разработчики, по своим характеристикам он не уступает зарубежным аналогам.  В феврале текущего года в ННГУ сообщали о том, что проект прошел стадию создания экспериментального образца, и начинается движение в сторону серийного производства.

Сегодня экзоскелеты управляются преимущественно заранее заложенными в контроллер алгоритмами передвижения, оставляя пользователю возможность следить за своим положением при помощи индикаторов и корректировать нажатием соответствующих клавиш или движением джойстиков.

Следующий шаг в развитии, дающий дополнительную свободу пользователю, —  создание и внедрение в конструкцию нейроинтерфейсов. Подобными исследованиями занимаются как университеты и НИИ так и частные компании, например, “Нейроботикс” и “Андроидная техника”. Сигналы будут поступать напрямую от мозга в контроллер, необходимость нажимать кнопки исчезнет. Достаточно будет только подумать о том, куда нужно двигаться.

Как видим, подобные идеи уже частично реализованы в японских разработках и исследуются российскими учеными.  А пока при помощи сигналов от мышц ученые обучают экзоскелет движениям, наиболее похожим на движения человека.