Давняя мечта человечества становится реальностью: самый обычный человек теперь может запросто приобрести богатырскую силу и мощь, а больной или парализованный может подняться и пойти. Сразу в нескольких странах мира ведутся разработки уникальных по своим возможностям роботов-костюмов. Последним достижением в этой области стало создание учеными из Новой Зеландии роботизированных ног для пациентов с параличом нижних конечностей.
Милена Сигаева / «Здоровье-инфо»
Роботизированный протез, который заменяет отсутствующие части человеческого тела, называют «экзоскелетом» или «экзопотезом» (от греч. exo – снаружи). То есть это – своеобразный внешний скелет человека, с помощью которого парализованные пациенты могут совершать различные движения – ходить, вставать и ложиться. Все экзокостюмы устроены по-разному, так как изначально создавались для различных нужд (военных, медицинских). Однако задача у них у всех одна – реабилитация людей с параличом конечностей. Пока еще ни одна из этих новинок не дошла до массового производства, но уже сейчас, говоря о перспективах их использования, захватывает дух.
Новозеландский экзокостюм REX
Недавно в СМИ появились сообщения о том, что изобретатели из Новой Зеландии создали роботизированный экзоскелет, который вернул парализованным пациентам возможность ходить.
Этот роботизированный костюм навевает мысли о фантастических персонажах. И не случайно. По словам разработчиков, инженеров Ричарда Литтла и Роберта Ирвинга, на создание своего устройства под названием Rex (от англ. robotic exoskeleton – роботизированный экзоскелет), они вдохновились, посмотрев фильм «Чужие». Героиня этого фильма использует экзоскелет в борьбе с инопланетными монстрами.
Rex внешне похож на брюки для горнолыжного спорта только с каркасом. Он не одевается на пациента, а пристегивается ремнями к его ногам. Его вес с электромоторами около 38 килограммов; управляется он с помощью джойстика. Благодаря таким экзоногам пациент может совершать почти те же движения, что и здоровый человек. С их помощью даже человек с травмой спинного мозга или больной мышечной дистрофией может начать ходить.
Чтобы научиться им управлять, пациенты в течение двух недель проходят курс тренировок. Каждый аппарат адаптируют под конкретного пользователя. Несмотря на его немалую стоимость, которая составляет 150 000 долларов, разработчики уверенны, что потребители купили бы его и за более высокую цену.
Японский экзокостюм HAL
Но новозеландцы в этой области далеко не первые. В Японии подобный экзоскелет, призванный помочь парализованным людям ходить и поднимать тяжести, начали конструировать еще в 1990 году. Его разработчик, 62-летний профессор Университета Цукубы, Есиюки Санкай, тоже почерпнул идею его создания из фантастических фильмов. Фирма, разрабатывающая его, носит название «Кибердин» – так в известном фильме «Терминатор» назывался гуманоид-убийца. Плюс ко всему, именно в городе Цукуба недалеко от Токио находится космическое агентство Японии (JAXA), а также различные учреждения, где изобретают необычные машины для работы в космосе и на Земле.
Экзоскелет получил название HAL («Hybrid Assisitive Lymb»). Японское чудо техники сделано из стали, пластика, дюралюминия, высокопрочного сплава алюминия, меди, магния, марганца. Яркие кольца синих диодов в суставах делают передвигающегося с его помощью человека похожим на персонажа фантастического фильма.
Закрепив на себе эту конструкцию, пациент превращается в супермена. Обладатель такого экзоскелета одной рукой может поднять до 70 кг, а пресс выдерживает нагрузку до 180 кг. Робот-костюм состоит из модулей: его можно носить полностью для поддержки всего тела, или только отдельные части – руки или ноги.
Самое поразительное то, что, по словам разработчиков, «робот считывает сигналы и желания вашего мозга и помогает вам делать то, что вы хотите». Действительно этот костюм, в отличие от многих кибер-протезов, связан не с нервами и мышцами владельца, а с маленькими датчиками-наклейками на ногах и руках. Эти сенсоры реагируют не на движения мышц, а на слабые биоэлектрические сигналы, посылаемые мозгом через нервы к мышцам. Миниатюрный компьютер анализирует импульсы, распознает намерения человека и активирует мотор. Обратная связь с мозгом и соответственно управление перемещением идет через мышцы. Однако робот-костюм способен запоминать часто повторяющиеся движения, и они в дальнейшем могут осуществляться рефлекторно.
HAL уже продемонстрировал свои возможности на практике. Он поднял на гору Брейторн в Швейцарии высотой 4000 метров пациента с параличом нижних конечностей. Весит костюм всего 23 кг и абсолютно не тяготит человека, ведь с экзоскелетом человек фактически несет только свой собственный вес.
Существенным недостатком подобных приборов является то, что они не могут работать длительное время без подзарядки. Заряда батареи хватает всего на 2,5 часа «жизни» робота.
У новейшего японского изобретения уже появились заказчики за рубежом. В марте этого года премьер-министр Дании Ларс Локкен Расмуссен во время визита в Японию увидел это чудо техники и даже опробовал его на себе. Он подвигал роботизированной рукой и остался в полнейшем восхищении. После этого Серена Овергаард, профессор и директор по исследованиям ортопедии в Университетской клинике города Оденсе, Дания, заявил, что они обязательно купят такой экзокостюм «в рамках экспериментального исследования для проверки реабилитации пациентов после серьезных операций». Он отметил, что хочет проверить HAL на тех людях, которым из-за ослабления мышц надо заново учиться ходить.
По мнению японцев, развитие робототехники является приоритетным делом, ведь роботы должны облегчить жизнь людям, особенно пожилым.
Российский экзокостюм «Боец-21»
Стоит рассказать и о российской разработке в области экзопротезов. В 2009 году в Москве на XIII Международной выставке средств обеспечения безопасности государства «Интерполитех-2009» был продемонстрирован экзокаркас, позволяющий солдату переносить довольно тяжелые грузы на далекие расстояния. Экзоскелет имеет гидравлический привод, и практически не ограничивает свободу движений человека. Размещенные на нем зарядные устройства позволяют работать автономно около часа.
Несмотря на то, что разработка была сделана для военных, российским экзоскелетам пророчат большое будущее в промышленности и медицине. Ведь они обеспечивают значительно большую свободу действий, чем привычная инвалидная коляска. Как считают российские ученые, первые серийные образцы российских роботов-костюмов появятся через 5-15 лет.
В заключение
Подводя итог рассказу об этих трех изобретениях, отметим еще один момент. Изобретателю из Японии Санкаю предлагали большие деньги, чтобы он занялся созданием подобного экзокостюма для солдат американской армии. Но ученый, несмотря на финансовые затруднения, отказал им, объяснив это тем, что своим открытиям хочет облегчить жизнь людям, а не помогать воевать. Может быть, когда-нибудь и у российских санкаи появится возможность работать для осуществления подобных благих целей.
