Робототехника в провинциальном городе: миф или реальность?

158

В нашем городе говорить о научных достижениях не принято. Почему? Потому что «вся талантливая молодежь не будет здесь просиживать», «Курск — город торговых центров, у нас нет никого, кроме продавцов-консультантов», «лучшее место в городе — железнодорожный вокзал» — это только малая часть комментариев, которыми обычно характеризуют Курск его жители.

Студенты из небольшой лаборатории Юго-Западного университета доказывают, что «вконтактные» комментаторы не всегда правы.

От учебной практики к компании-разработчику и производителю реабилитационных робототехнических устройств

В лаборатории мехатроники и робототехники ЮЗГУ, несмотря на летние каникулы, за столами сидят несколько студентов. Кто-то трудится над новой конструкцией реабилитационного комплекса для частной клиники, кто-то паяет детали, кто-то выполняет чертежи новых проектов, кто-то разрабатывает программу для улучшенной версии экзоскелета. В нескольких небольших комнатах находятся и 3Д-принтеры, и оборудование для изготовления деталей, и рабочие столы молодых ученых, и первый образец экзоскелета.

Тяжелые, судя по внешнему виду, искусственные «ноги» из железа, к которым должен пристегнуться человек, выглядят пугающе.

Первые разработки в области реабилитационной робототехники в ЮЗГУ появились в 2014 году. Студенты тогда заинтересовались роботами, попробовали сделать что-то в рамках практики. Со временем появилась идея создания экзоскелета, которая собрала вокруг себя активных студентов, готовых приступать к работе здесь, в Курске.

«Мы изучили рынок технических средств реабилитации. Заметили, что на такие аппараты есть спрос. Разработали экзоскелет с минимальными возможностями для человека с нарушением опорно-двигательного аппарата. Наш проект получил президентский грант. На эти деньги и закупили необходимое оборудование.
Разработки отправляли на тестирование, переделывали несколько раз. В данный момент роботизированный ассистирующий экзоскелет ExoLite позволяет людям, прикованным к коляске, вставать, ходить вперед и назад, поворачиваться, ходить по лестнице и по наклонным, неровным поверхностям. Мы также усовершенствовали систему крепления, манжеты, доработали и систему управления. Теперь в нашем экзоскелете комфортно передвигаться самостоятельно, — объясняет инженер кафедры механики, мехатроники и робототехники ЮЗГУ Денис Медведев. – Новая версия, кстати, не такая громоздкая, как первые экзоскелеты. Она весит меньше 50 килограмм».

Форум «Открытые инновации 2017». Фото: Денис Медведев

К 2018 году проект, начинавшийся как учебная практика студентов-бакалавров, перерос в компанию-разработчика и производителя реабилитационных робототехнических устройств. Ассистирующим экзоскелетом и реабилитационным комплексом интересуются как частные клиники, так и Российский научный фонд и Минобороны России.

«МедСи» — сеть частных медицинских клиник, также заинтересовавшаяся разработкой курских ученых, уже готова приобрести реабилитационный комплекс ExoLite Rehab стоимостью около 3,5 миллионов рублей.

«Им, как реабилитационному центру, нужен не один экзоскелет, а целый стационарный аппарат. В его основе лежит продолжительная пассивная разработка суставов (CPM-терапия). Это значит, что наш тренажер «заставляет» суставы сгибаться на заранее выбранный врачом градус без участия человека. Мы его еще в прошлом году собрали. Полгода назад отправляли на медицинские испытания. Сейчас доработаем его в соответствии с комментариями врачей, и в ближайший месяц можно отдавать полноценный реабилитационный комплекс.
После тестирования было решено добавить возможность регулирования диапазона высоты под конкретного пациента, амплитуду движений, скорость, силу и паузу при сгибании/разгибании сустава. Доработали и систему управления: ребята-программисты сделали более естественные движения схожие с человеческими»,  —рассказывает Денис.

Реабилитационный комплекс ExoArm. Фото: Денис Медведев

Студентам из Курска удалось не просто повторить уже созданные экзоскелеты, а создать аппарат, который превзошел «сколковские» аналогичные разработки.

«В отличие от нашего устройства, американские, японские роботы могут использоваться людьми, которые довольно уверенно стоят на ногах или же используют другие приспособления, например, костыли. В основу экзоскелета ЮЗГУ легла идея антропоморфной ходьбы. Робот курских ученых моделирует движения человека: для этого активно используются интеллектуальные алгоритмы принятия решений. Программисты освоили специальные приемы, чтобы зафиксировать и передать движение каждого звена так же, как это делает человек», — сообщил пресс-службе университета заведующий лабораторией робототехники ЮЗГУ Андрей Яцун.

Протестировала экзоскелет нижних конечностей Анна Гладилина, чемпионка Европы по фехтованию на колясках.

«В нашем экзоскелете вполне комфортно стоять около 40 минут. Так как в его конструкции есть утягивающие элементы, то организм, конечно, естественным образом устает. Да, все индивидуально, но я думаю, что дискомфорт в этом аппарате никто испытывать не будет. Мне кажется, что в этом экзоскелете смогут ходить и дети, и люди, не занимающиеся спортом на профессиональном уровне.

Анна Гладилина тестирует курский экзоскелет. Фото: пресс-служба ЮЗГУ, Ангелина Лебедева.

Для меня важно, что тело зафиксировано, а руки свободны. Во многих подобных изобретениях нужно использовать палки-костыли для ходьбы, а это неудобно.
Может это и капля в море, но я пытаюсь добиться того, чтобы такие средства были вписаны в средства реабилитации, в социальное обеспечение. Ведь экзоскелет – это дорого, около двух миллионов. Не каждый может себе позволить. А при внесении их в программу соцобеспечение человек, действительно нуждающийся в такой реабилитации сможет ее получить, поправить свое здоровье.

К сожалению, внесение курских разработок в перечень рекомендуемых технических средств реабилитации – процесс долгий и непростой».

Массовое производство – не мечта, а цель

Сейчас «ЭкзоМед» сотрудничает с частными клиниками или с клиентами, желающими приобрести экзоскелет. «Выход» на государственные центры пока для курян закрыт.

«Мы уже год занимаемся вопросом медицинской сертификации. Это долго, трудно, дорого. Однако часть испытаний, например, технические и токсикологические, уже пройдены. Мы близки к завершению тестирования», —  сообщает Денис Медведев.

Однако одного сертификата мало. Как говорила Анна Гладилина, нужно еще добиться внесения экзоскелета в заветный перечень.

Только после всех бюрократических процедур у курян появится возможность реализовать свою главную цель – массовое производство реабилитационных комплексов и снижение их стоимости. Бумажная волокита их, к счастью, не пугает.
Как оказалось, научная деятельность в провинции – не приговор.