{{$root.pageTitleShort}}

Ставропольские ученые создали бионические протезы по собственной технологии

4 мая 2018, 14:41

Ученые в Ставропольском крае разработали собственную технологию создания бионических протезов при помощи 3D-печати. Способные улавливать нервные импульсы протезы дешевле и легче существующих аналогов. В начале лета несколько таких «искусственных рук» планируется передать на апробацию первым владельцам.

Инициаторами проекта создания протезов стали молодой ученый-биоинженер Артем Мишвелов и студентка медицинской биохимии Кристина Нужная. Благодаря гранту от ставропольской администрации и в сотрудничестве с протезным предприятием они разработали тестовые образцы троссевых и бионических протезов рук.

Первые образцы протезов кистей рук были продемонстрированы летом 2017 года на молодежном форуме «Машук». Тогда протез был троссевым — легкая кисть на пластиковой основе, большинство деталей распечатаны на 3D-принтере, управление осуществлялось движением мышц. Однако функциональные возможности таких протезов были невелики. В результате акцент в разработке был сделан на бионических протезах, поскольку они более удобны и востребованы.

Бионические протезы похожи на руки роботов из фантастических фильмов. «В них используются датчики электромиографии, то есть считываются сигналы мышц, они поступают в микрокомпьютер на протезе, и рука сжимается», — объясняет Мишвелов. Датчики расположены на специальной манжете, в арсенале протеза порядка 20 движений, в частности, можно работать с компьютерной мышкой — указательный палец способен кликать.

Дизайн тестовых образцов пока простой, в дальнейшем появится возможность изготавливать коммерческие прототипы в соответствии с потребностями владельца. «Сейчас два человека с нами сотрудничают, мы нашли их через протезное предприятие. Пока мы делаем тестовые варианты, потом уже можно будет говорить о каком-то дизайне, хоть цветочки наносить, хоть делать руку как у героев фильмов, например, Железного человека и так далее», — отметил Мишвелов.

Каждый протез изготавливается индивидуально под человека. При этом весь процесс создания — от обмеров до обучения обращению с протезом — благодаря современным технологиям можно свести к одной неделе.

Производство достаточно мобильное, при необходимости можно выезжать к человеку на обмеры. «Это персонализированная работа, производственных линий здесь не нужно. В нашем случае — несколько 3D-принтеров, инженер и биодизайнер, 3D-сканер, участие протезного предприятия и все», — поясняет Мишвелов.

Оптимизация процесса позволяет делать протезы дешевле и чуть легче, чем существующие аналоги. «Они дешевле за счет 3D-печати, меньше используется затратной электроники, меньше дорогих компонентов, которые приходится закупать. При создании части элементов сейчас используют литье, металлические конструкции, это удорожает процесс и делает руку чуть тяжелее, хотя это и не критично», — отметил инициатор проекта.

Первые тестовые протезы рук вскоре будут переданы на испытание двум владельцам. Их отзывы позволят отрегулировать работу протезов перед коммерческим запуском проекта. В будущем авторы проекта также планируют сотрудничество с протезным предприятием, при необходимости люди смогут выбрать, что им предпочтительнее — обычные протезы или бионические.

При создании протезов авторы проекта разработали собственную конструкцию, дизайн, миобраслет (манжету с датчиками), программное обеспечение. По словам Мишвелова, такие руки постепенно можно сделать «умными». «Эту возможность могут дать нейронные сети или машинное обучение, то есть процесс будет самостоятельным, к примеру, приближаясь к компьютерной мыши кисть будет сжимать ее автоматически», — пояснил он.

Такие технологии, в частности, помогут людям при атрофии мышц, либо пациентам, которые лишились значительной части руки или ноги — достаточных мышц для считывания и моделирования движений мало.

Работа над совершенствованием протезов продолжится, их будут делать эргономичнее и умнее. «Будем дальше работать над протезами с нейронными сетями, возможностью передачи тактильных ощущений», — добавил биоинженер.

В других СМИ
Еженедельная
рассылка