Студенты-медики из Караганды совершенствуют активный экзоскелет нижних конечностей

В Американском университете Центральной Азии в Бишкеке в начале июля прошел международный мейкатон «ТОМ: Biskek», где собрались команды из Кыргызстана, Казахстана и Таджикистана. Проект команды «MedEngineering» из студентов и IT-специалистов КМУ и (в нее вошли Павел и Иван Ивачёвы, Азамат Какенов, Мансур Бикбавлеев, Роман Петрин) представил активный бионический экзоскелет нижних конечностей, призванный помочь реабилитироваться пациентам, пережившим инсульт, и тем, кто лишен возможности свободно передвигаться на своих ногах. 

Стоимость активных экзоскелетов насчитывает десятки тысяч долларов, а техническая информация об их изготовлении недоступна. Прошлый прототип экзоскелета, разработанного студентами КМУ с помощью собственных знаний, работал с помощью электромоторов. Новый прототип работает от импульсов мышц, говорит студент КМУ, глава команды «MedEngineering» Павел Ивачёв.

- На мейкатоне в Бишкеке все материалы нам предоставляли вовремя: разработки надо было создавать на месте. Однако если на казахстанских мейкатонах на разработку давали 72 часа, здесь нам дали 32, - делится Павел. - Тем не менее, мейкеры – участники мейкатона – должны приспосабливаться к любым условиям работы. Поэтому сначала мы сделали прототип, который работал просто от нажатия кнопки, а затем – уже работающий от импульсов мышц. Другие команды мейкатона представили бионические протезы кистей рук, были проекты переносных пандусов. Так или иначе, все разработки касались улучшения жизни людей с ограниченными возможностями.

Что касается прототипа студентов КМУ – в нем несколько составляющих. Специальное устройство, которое содержит усилители, отсеивает ненужные шумы при работе мышц, распознает несколько жестов, отправляет сигнал на специальный модуль по Bluetooth – а он связан с микропроцессором.

- Импульс от мышц поступает в микропроцессор, который работает по написанному коду – и тогда выполняются определенные действия, - объясняет Павел Ивачёв. - Алгоритм действия мы разрабатывали сами. От жеста человека должен запускаться шаг левой и правой ногами. Сам же микропроцессор прототипа связан со специальными реле, необходимыми для работы электромеханических приводов. Всего на нем четыре привода, и каждый отвечает за один сустав.

Вес прототипа ребята облегчили до 15 килограммов, а сделан он из стали и алюминиевых сплавов. Прототип разрабатывали с тем расчетом, чтобы человек с ограниченными возможностями мог надеть и зафиксировать его сам. Мировые аналоги тоже можно надеть самому, однако их вес может достигать 40-50 килограммов.

- Нашему нидноуэру на мейкатоне в Бишкеке – человеку с ограниченными возможностями – чуть за 20, 10 лет из которых он провел в инвалидном кресле с диагнозом дербоидная киста. В этом случае разрастания в области спинного мозга сдавливают его, лишая человека возможности передвигаться. Парень перенес много операций и, конечно, его обрадовала наша разработка. Во время испытания участники нашей команды поддерживали его за руки, однако держался он легко: мог ходить к экзоскелете. Нидноуэр пожелал оставить прототип у себя.

Теоретически, как и в случае с лестничным подъемником, разработку активного бионического экзоскелета тоже можно поставить на поток. Однако в Казахстане с подобным промышленным производством пока проблемы, говорит Павел Ивачёв. Сейчас он участвует в работе временных научных коллективов, которые могут подавать заявки на решение определенных проблем и получать финансирование госструктур. Для дальнейшей работы над экзоскелетом необходима научно-исследовательская и конструкторская деятельность: пока точно не известно, скольким людям понадобится такая разработка.