По словам Максима, основной принцип работы протеза MAXBIONIC довольно простой. Когда у человека ампутирована кисть, то в предплечье остаются мышцы, которые ею управляли. Они продолжают работать, если не атрофировались. А это происходит довольно быстро, буквально в течение нескольких месяцев:
— К рабочим мышцам предплечья чуть ниже локтя подсоединяются поверхностные ЭМГ-датчики, электроды. Они просто прикрепляются, а не вживляются. Количество датчиков зависит от числа активных мышц.
У человека практически на всю жизнь после ампутации остается фантомное ощущение руки. И хотя многие медики пишут, что со временем оно проходит, это неправда. Человек продолжает чувствовать свою кисть и пытается ее сжать или разжать. Мышцы, оставшиеся в предплечье, начинают сокращаться, и датчики фиксируют электрический потенциал мышц. Так протез «понимает»: человек хочет сжать руку или разжать ее, — и делает это.
Все, кто создает бионические протезы рук, используют именно этот принцип, предлагая различные варианты управления. Некоторые создают триггерное управление. В этом случае в протез уже заложены определенные жесты. И когда человек, допустим, дважды сжимает определенную мышцу, то протез понимает, что это один жест. Когда трижды — другой. Но я решил пойти по другому пути и сделать управление интуитивно понятным. Жестов в MAXBIONIC заложено меньше, чем в триггерных протезах, зато управлять им удобнее.
.jpg)
Если мышцы предплечья, ранее управлявшие кистью, быстро атрофируются, то получается, что период, когда может быть установлен протез, очень короткий?
Чтобы мышцы не атрофировались, после выписки из больницы человек должен заниматься лечебной физкультурой. Не у всех это получается, поскольку для этого нужна сила воли. К тому же многие сталкиваются с социальными проблемами, которые отнимают все силы и время. Например, людей увольняют с работы.
Возможность установки протеза также зависит от медицинских показаний: была ли кисть ампутирована во время операции или же утрачена в результате травмы. И это одна из главных проблем при создании бионических протезов. Универсального решения здесь нет, каждый раз приходится искать индивидуальный подход к конкретной ситуации, ведь все травмы разные. И то, что это индивидуальное устройство, неизбежно отражается на его цене. Стоимость импортных моделей достигает сотен тысяч долларов, среднестатистическому россиянину не заработать столько за всю свою жизнь.
А протезы, которые вы создаете, отличаются от зарубежных аналогов?
Что такое на самом деле «вегетососудистая дистония», «остеохондроз», «целлюлит», «дисбактериоз»Аналогов MAXBIONIC за рубежом нет, поскольку мы пошли по другому пути, создав собственную конструкцию протезов и систему управления. Ведь ученому, который создает протезы, очень тяжело понять, что необходимо человеку без руки, что он чувствует. Мне в этом плане «повезло»: у меня у самого нет руки, и я понимаю психологические нюансы, с которыми сталкивается инвалид. Поэтому я не стал копировать иностранные проекты и решил создавать все с нуля, самостоятельно. Не стал брать самую распространенную модельную платформу Arduino, разработал собственную печатную плату. Создал свой алгоритм управления, механику, электронику, оригинальную конструкцию протеза.
Этой зимой вы провели первые испытания прототипа MAXBIONIC. Все идеи оказались работоспособными?
Больше всего я переживал, как покажет себя в деле система управления. Оказалось, что она хорошо работает. Испытатель буквально с первой минуты стал достаточно уверенно и хорошо управлять искусственной кистью. Но одновременно были выявлены проблемы, связанные с надежностью механики.
Дело в том, что иностранные протезы изготавливают из высококачественных сплавов, легких и очень прочных. А в нашем случае первый прототип печатался на 3D-принтере из пластика, который не может быть таким же крепким, как металл.
Поэтому мы уже вводим в наш протез металлические детали: тяги, шестеренки. Сейчас готовим новую версию, где переработаем еще ряд деталей и конструкций. Главное, над чем мы с командой трудимся последние полгода — это повышение надежности. Ведь человеку приходится брать протезом не просто легкие предметы, как в многочисленных промороликах, где он ими с легкостью манипулирует, но также тяжелые или скользкие вещи.
Поэтому большинство протезов, эффектно выглядящих на презентации, в реальности оказываются непригодными для эксплуатации, буквально рассыпаются на глазах.
Какое у вас образование?
Я инженер-микроэлектронщик, моя специальность — промышленная электроника. Почему-то многие думают, что разработать механическую часть протеза просто, вся сложность в электронике. Для меня же она оказалась самой простой частью задачи. Зато, чтобы создать механику, пришлось изучать 3D-проектирование, 3D-моделирование и нюансы, связанные с кинематикой. В чем-то мне помогли разобраться коллеги-инженеры.
Насколько я понимаю, создание протезов требует не только времени, но и денег...
Пока никаких инвестиций или финансирования у нас нет. Большую часть работ по первому прототипу я провел сам, покупал все необходимое за свой счет. Большая часть моей зарплаты инженера ушла на работу над этим проектом.
А как ваша семья относится к тому, что вы тратите на проект семейные деньги?
Близкие меня поддерживают. По крайней мере, пока (смеется). Они понимают, что это нужное и хорошее дело. И что у меня достаточно знаний в этой области, чтобы довести проект до конца.
Что в идеале вы хотели бы получить на выходе?
Серию протезов, которые будут в десятки раз дешевле иностранных аналогов, не уступая им в качестве. Я хочу, чтобы это был максимально российский проект. Чтобы не просто идея и сборка были российскими, но и большинство деталей были изготовлены в нашей стране. Чтобы локализация производства была отечественная. Хочу создать продукт, который решит проблему с бионическими протезами в России.
Интерес к этой теме в России большой. После того, как я выложил в сеть чертежи первого проекта протеза на сервомоторах, чтобы все могли самостоятельно изготовить и собрать его, я убедился, что в подобных проектах заинтересовано множество людей.
Раз вы выкладываете в открытый доступ все чертежи, программы, схемы и инструкции, значит, для вас это некоммерческий проект?
Конечно, мне хотелось бы, чтобы наш проект остался социальным. Момент его коммерциализации я стараюсь оттянуть максимально.
Наука и жизнь: новые органы, наноалмазы и лекарства от рака
Но, возможно, монетизировать его придется для дальнейшего развития, когда пойдет речь о разработке, превосходящей по своему качеству и функционалу топовые иностранные протезы. На этом этапе уже не получится сделать все в домашних условиях и на 3D-принтере. Необходимо будет использовать более продвинутые технологии, и неизбежно возникнет вопрос инвестиций. Сейчас мы запустили свою компанию по сбору средств на платформе Boomstarter. Надеемся собрать достаточно, чтобы можно было изготовить и установить первую партию протезов бесплатно. На этой странице можно познакомиться с нашим проектом. Заявки на установку уже подали более 50 человек.
А вы пробовали обращаться за поддержкой к государственным или общественным структурам?
Я живу и работаю в Норильске. ГМК «Норильский никель» ежегодно выделяет деньги на социальные и научные проекты в рамках программы «Мир возможностей». Прошлой осенью я пытался принять в ней участие, но для этого нужно было оформить НКО или ООО, и меня как частное лицо не допустили к конкурсу. А у меня не было возможности тратить время на оформление, поскольку я как раз занимался технической частью. Затем в Красноярске я победил в конкурсе «Умник», занял первое место. Но отказался от приза, потому что мне предложили поучаствовать в программе «Старт» Фонда содействия инновациям, чтобы открыть научно-инновационное предприятие. Одновременно участвовать и в «Умнике», и в «Старте» было нельзя, пришлось выбирать. Я подал заявку на «Старт», но прошло уже полгода, и никакого ответа нет...
В итоге я потратил уйму времени и средств, получив нулевой результат. Месяцы ушли на возню с бумагами, и я принял решение больше не тратить понапрасну время.
Ежегодно в России становятся инвалидами и нуждаются в бионических протезах 6 тыс. человек. Я сам пережил такую трагедию, понимаю, насколько им тяжело, и чувствую, что просто обязан им помочь вернуться к нормальной жизни.
По материалам издания «Русская планета»
