Технология носимых роботов делает шаг вперед

Финальный матч чемпионата мира по футболу побил все рекорды по числу зрителей – за этой игрой наблюдал один миллиард жителей нашей планеты. Еще одно историческое событие произошло еще на церемонии открытия этого турнира, когда первый удар по мячу сделал страдающий параличом нижних конечностей 29-летний Джулиано Пинто (Juliano Pinto).

Нижняя часть его тела полностью парализована. Тем не менее, благодаря экзоскелету (известному также как носимый робот) Джулиано смог на глазах до отказа заполнивших стадион зрителей встать, сделать несколько шагов и пнуть мяч, продемонстрировав быстрый процесс слияния технологий и медицины. Костюм Джулиано контролировался его мозгом: сигналы мозга преобразовывались в цифровые команды, заставлявшие роботизированные ноги передвигаться.

22-летний Шейн Моско (Shane Mosko) из штата Коннектикут играл в футбольной команде колледжа, пока полтора года назад не попал в автомобильную аварию, закончившуюся для него параличом нижних конечностей. На недавней конференции Национального общества травм нервной системы в Сан-Франциско передвигаться на костылях Шейну помогал экзоскелет[1].

Этот костюм для Шейна изготовила калифорнийская Ekso Bionics, одна из всего лишь трех в мире компаний, занимающихся производством экзоскелетов. Костюм оснащен 30 датчиками и работающими на батарейках моторчиками, которые крепятся на уровне коленных и тазобедренных суставов. Когда Шейн перемещает верхнюю часть тела, датчики передают сигналы моторчикам. Определив, что центр тяжести изменился, двигатели получают команду переместить роботизированную ногу для восстановления равновесия. Это схоже с принципом действия Segway, в котором используется аналогичная технология контроля движения, заставляющая электросамокат перемещаться, когда человек наклоняется вперед или назад.

Установленные на костюме Шейна датчики также непрерывно направляют оперативные данные или обратную информацию в компьютерный блок, закрепленный позади экзоскелета, благодаря чему врачи могут вносить необходимые коррективы. В системе предусмотрен портативный блок управления, показания которого позволяют определить, сколько физических усилий затрачивает пациент. Чем больше значение, тем больше работы выполняет робот.

Майкл Гловер (Michael Glover), один из реабилитационных врачей Шейна из Ekso Bionics, говорит, что может запрограммировать костюм так, чтобы пациент максимально использовал свои собственные физические силы. По словам Гловера, большинство таких систем предназначены для того, чтобы не допустить полной пассивности пациента, которая делает его еще слабее: «Благодаря технологии регулируемой поддержки, заложенной на уровне программного обеспечения, ношение костюма превращается для Шейна в настоящую лечебную процедуру. Данная технология позволяет постепенно сокращать помощь со стороны робота, заставляя Шейна прикладывать собственные усилия. Благодаря этому его сила растет, и, самое главное, восстанавливаются некоторые навыки ходьбы».

Технология и дизайн экзоскелетов быстро меняются. Ранние модели, появившиеся много лет назад (например, тренажер «Локомат», позволяющий людям с параличом нижних конечностей ходить по беговой дорожке),

в современных голливудских кинокартинах выглядят совершенно иначе. Так, в фильме «Грань будущего»Том Круз играет солдата, который носит экзоскелет, придающий ему невероятную физическую силу.

Нейробиологи вроде работающего в университете Эмори д-ра Кита Тэнсли (Dr. Keith Tansey) полагают, что, несмотря на важную роль экзоскелетов в реабилитационной сфере, гораздо интересней подумать о других областях их применения. По его словам, «до сих пор роботы создавались, чтобы помогать человеку. Но представьте себе робота, который не просто помогает, а делает нас сильнее, позволяя ходить быстрее и дольше и повышая нашу выносливость». Со временем, по мнению Тэнсли, экзоскелетами смогут пользоваться пожарные, чтобы переносить людей или тяжеленные шланги, военнослужащие, которым постоянно приходится носить тяжелые грузы, и люди, вынужденные подолгу работать с поднятыми руками. А д-р Рэнси (Dr. Ransey) считает, что экзоскелеты можно было бы использовать для передвижения по Луне или уничтожения взрывных устройств.

Словом, готовьтесь: грядет эпоха роботов!

© Cisco, 2014
© Издание 12NEWS (ИП Маринин А.Л.), 2014