8.5 C
Molėtai
Sekmadienis, 17 spalio, 2021

Sukūrė prietaisą, padidinantį fizines žmogaus galimybes: kuo jis išskirtinis?

Ar jau skaitėte?

Skaitomiausi

Natūralius egzoskeletus gamtoje sutinkame gana dažnai. Juos turi kietasparniai vabzdžiai, skruzdėlės, vėžliai, sraigės. Jie padeda apsaugoti kūną nuo agresyvaus aplinkos poveikio, prisideda prie judėjimo aparato funkcionalumo užtikrinimo. Žmonės, norėdami atstatyti prarastas judėjimo funkcijas, praplėsti savo galimybes, pradėjo ieškoti būdų, kaip sukurti dirbtinius egzoskeletus savo kūnui ar atskiroms jo dalims. Tokius, kurie galėtų atlikti įvairias užduotis. Vienas iš pagrindinių šio prietaiso tikslų – padidinti fizines žmogaus galimybes. Tiesa, jie gali padėti ir sergantiems. Pavyzdžiui, patyrusiems insultą atstatyti prarastas judėjimo galimybes.

Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VILNIUS TECH) mokslininkai, Biomechanikos inžinerijos katedros Medicinos ir reabilitacinės technikos laboratorijos vedėjas Gintaras Jonaitis bei Biomechanikos inžinerijos katedros lektorius Donatas Lukšys šiuo metu taip pat kuria dirbtinius egzoskeletus, padėsiančius žmonėms. Kuo jie išskirtiniai?

Egzoskeletų pritaikomumas

Nuotrauka Gintaro Jonaičio.

Sveikatos priežiūros specialistams, besirūpinantiems pacientais, itin reikalingas fizinių galimybių padidinimas tiems pacientams, kuriuos reikia kelti iš lovos ar vartyti, kad nesusidarytų pragulos. Egzoskeletas suteikia galimybę vienam darbuotojui atlikti sunkius ir sudėtingus fizinius darbus.

Egzoskeletai taip pat gali būti pritaikomi ir reabilitacijoje. Kaip žinoma, kuo anksčiau pradedama reabilitacija sunkias traumas patyrusiam pacientui, tuo greičiau jis gali grįžti normalų gyvenimą.

Sutrikus motorinėms funkcijoms, pavyzdžiui, atsiradus nevalingam galūnių drebėjimui, sergant Parkinsono liga ar esencialiniu tremoru, nykstant raumenims dėl amiotrofinės sklerozės – šiuos prietaisus taip pat galima sėkmingai panaudoti.

„Jie, atpažinę parazitinius virpesius, gali šiuos eliminuoti atitinkama servopavarų valdymo programa. Apie 400 m. naudojamas neįgaliojo vežimėlis – dar viena sritis, kurioje sėkmingai galima panaudoti egzoskeletų galimybes“, – teigia G. Jonaitis.

Perspektyvios sritys – buitis, pramonė, kur naudojantis šiais įrenginiais galima perimti dalį ar net visą žmogui tenkantį darbo krūvį.

Egzoskeletus galima panaudoti netgi pramogoms, pavyzdžiui, išplečiant virtualiosios realybės galimybes.

Unikali pagalba ir reabilitacijos srityje

Atlikti moksliniai tyrimai parodė, kad reabilitacijoje kaip treniruokliai taikomi egzoskeletai suteikia geresnį reabilitacijos efektyvumą, palyginus su tradicine reabilitacija. Vienas iš pagrindinių egzoskeletų privalumų yra tas, kad jie – lengvai perprogramuojami.

„Pavyzdžiui, jei pacientui paskirta konkreti reabilitacijos programa, ją galima nustatyti vienu mygtuko paspaudimu. Dar vienas svarbus aspektas atliekant reabilitaciją – egzoskeletus galima naudoti ir namuose, nereikia numatytu laiku vykti į gydymo įstaigą“, – pasakoja D. Lukšys.

Norint užtikrinti reabilitacijos efektyvumą, prie egzoskeleto ar paties paciento pritvirtintais jutikliais registruojami ir stebimi kritiniai parametrai, kurie patvirtina ar reabilitacija atliekama efektyviai. Būtina atkreipti dėmesį, kad mūsų kūnai vadovaujasi labai paprastu principu: jei kažkurios kūno dalys ar organai nenaudojami, jie pradeda atrofuotis. Dėl to sudarant reabilitacijos programas, svarbu atkreipti dėmesį, kad reabilitacijos pradžioje egzoskeletas perimtų didžiąją dalį ar net visą žmogaus kūno svorį. Vėliau, pavyzdžiui, gyjant klubo sąnariui, apkrovos palaipsniui būtų sugrąžinamos natūraliam kūno judėjimo aparatui. Taip būtų išvengiama raumenų, sausgyslių ir kaulų nykimo.

Idėja gimė dirbant su studentais

Egzoskeletų, kaip ir bioninių galūnių projektavimas, iš pradžių domino kaip puiki edukacinė priemonė studentams, vaizdžiai pademonstruojant kaip, pavyzdžiui, servovarikliuku traukiama virvutė, kuri judina mechaninius šarnyrus, gali atkartoti žmogaus rankos judesį.

„Dabar visa tai pamažu perauga į realių problemų sprendimą pagal fizinių asmenų užklausas, kuriant individualizuotas dirbtines sistemas, galinčias atstatyti natūralias judėjimo funkcijas, padedančias susitvarkyti su pačiais įvairiausiais motoriniais sutrikimais“, – teigia VILNIUS TECH ekspertas G. Jonaitis.

Kuriant egzoskeletus įdomiausia būna tuomet, kai suprojektuota biomechatroninė sistema pradeda dirbti ir judėti taip, kad tampa lyg natūrali kūno dalis, jos pratęsimas.

Galimybė prisidėti prie technologijų kūrimo žmonėms skatina nesustoti ir kurti tokias pagalbines sistemas bei dalinantis patirtimi, skaityti paskaitas, suteikti patirtį būsimiems inžinieriams, kurie ateityje galės realizuoti savo idėjas, padėti savo aplinkai.

Prietaiso veikimo principas – koks jis?

Standaus egzoskeleto konstrukcija projektuojama taip, kad galėtų perimti žmogaus kūno motorines funkcijas: segmentai su servopavaromis tvirtinami prie žmogaus rankų, kojų, liemens. Jei kuriamas lankstus, „minkštas“ egzoskeletas, naudojamas dirbtinių raumenų kostiumas, kuris atkartoja žmogaus galūnių raumenų išdėstymą. Egzoskeletai dėl valdymo ir naudojimo ypatumų priskiriami prie „žmogaus-roboto“ sąsajos (angl. Human-robot interface – HRI) įrenginių.

„Pagal poreikį gali būtų naudojama apatinių arba viršutinių galūnių, viso kūno mechatroninė sistema. Sistemos servopavarų ar dirbtinių raumenų valdymas atliekamas mikrovaldikliais pagal gaunamus signalus iš inercinių, taktilinių ar biosignalų jutiklių. Tiesa, atskirais atvejais gali būti naudojamas suprogramuotos judesių sekos. Jei egzoskeletas naudojamas reabilitacijai, kaip treniruoklis, jis gali būti tvirtinamas prie specialios konstrukcijos stovo arba netgi kėdės“, – pasakoja Biomechanikos inžinerijos katedros lektorius D. Lukšys.

Kaina priklauso nuo atliekamų funkcijų

Egzoskeleto sukūrimo kaina priklauso nuo to, kokias funkcijas jis turės vykdyti, koks turės būti tikslumas, patikimumas, pavarų jėgos momentai. Fizinių komponentų kaina svyruoja nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių eurų.

Programinei įrangai, tyrimams, pritaikant sistemą konkrečiai veiklai, dažniausiai skiriama didžiausia investicijų dalis, kuri atskirais atvejais gali siekti ir kelis šimtus tūkstančių ar net milijonus eurų.

„Tobulai suderinta biomechatroninė sistema nevaržo žmogaus judesių, padeda jam realiu laiku atlikti įvairias užduotis. Kuriant egzoskeleto apatinę ir viršutinę dalis VILNIUS TECH laboratorijoje, buvo pasinaudota MITA priemonėmis „Inostartas“. Tai leido įsigyti aukščiausio technologinio lygmens servopavarų, mikrovaldiklių, tyrimams reikalingų inercinių, taktilinių jutiklių“, – teigia G. Jonaitis.

Agnė Augustinaitė
Ryšių su visuomene skyriaus specialistė
Vilniaus Gedimino technikos universitetas

 

Kitos savaitės pradžioje iš šiaurės trumpam atplūs sausas, šaltas oras

Pietiniu ciklono pakraščiu iš vakarų slenka drėgnas, vidutiniškai šiltas oras. Kitos savaitės pradžioje iš šiaurės trumpam atplūs sausas, šaltas oras. Intelektinis žaidimas internete Šiandien debesuota su pragiedruliais. Daug kur protarpiais palis. Vėjas pietvakarių, vakarų, 8–13 m/s....

Horoskopai spalio 17 dienai

AVINASParodykite iniciatyvą arčiau susipažinti su kaimynu ar nauju bendradarbiu. Ieškokite bendraminčių. Šiandien derėtų daugiau bendrauti su žmonėmis, taip pat kaip ir jūs žiūrinčiais į gyvenimą. Intelektinis žaidimas internete JAUTISTurėsite pakankamai rimtų problemų darbe. Susidursite su dalykais,...

Paminėkite Saldžiausią dieną metuose: receptai, kuriuos įvertins kiekvienas smaližius

Spalio 16 d. minima kaip Saldžiausia diena metuose. Ji kaskart minima trečiąjį spalio šeštadienį. Šią dieną įprasta dovanoti nedideles saldžias dovanas draugams bei artimiesiems. O „Mantingos“ gamybos ekspertai nusprendė pagelbėti visiems smaližiams, norintiems paminėti...

Šiandien daug kur trumpai palis

Šiandien daug kur trumpai palis. Pajūryje pietvakarių, vakarų vėjo gūsiai sieks 15–18 m/s. Aukščiausia temperatūra 9–13 laipsnių šilumos. Intelektinis žaidimas internete Spalio 17-os naktį daugiausia šiaurės vakarinėje šalies pusėje, dieną daug kur protarpiais palis. Pajūryje pietvakarių,...

Horoskopas spalio 16 dienai

AVINASPasistenkite pagaliau atsikratyti visų ir visko, kas jus gąsdino ir slėgė pastarosiomis dienomis. Blaiviai pagalvojęs suprasite, kad savo nepasitenkinimą ar nuoskaudas turite išsakyti garsiai, jei norite, kad jums palengvėtų. Kuo greičiau pradėsite, tuo geriau. Intelektinis...

Užstato sistemos išplėtimas: ar tikrai visi norime dirbti atliekų išvežiotojais?

Siūlantys į užstato sistemą įtraukti visas stiklo ir dar daugiau plastiko pakuočių neužsimena apie tai, ką toks sprendimas reikštų praktikoje. Tai būtų ne tik šimtamilijoninė našta vartotojams, kuri pakirstų dabartinę atliekų tvarkymo sistemą, bet...

Gydytoja perspėja: apie 80 proc. užsikrėtusių paprastąja pūsleline nejaučia jokių simptomų, nors daliai gresia...

Pūslelinė – užkrečiama virusinė liga, tačiau apie 80 proc. sergančiųjų nejaučia jokių simptomų. Tai reiškia, kad užsikrėtę asmenys tampa viruso nešiotojais to nežinodami. Vilniaus „MediCA klinika“ šeimos gydytoja Marija Račinskienė sako, kad šią infekcinę...

Kepėjo amato lietuvius mokantis prancūzas Mahmoudas Idiras: „Darbas man – nuolatinė kūryba“

Prancūzijoje gimęs ir užaugęs Mahmoudas Idiras Lietuvą savo namais vadina jau daugiau nei dvidešimt metų. Nors vykdamas į šalį apie ją daug nežinojo, greitai čia pritapo – Lietuvoje sukūrė šeimą ir rado mylimą darbą....

Artimiausiomis dienomis Atlanto ciklonas atneš lietaus, bus gana vėjuota, bet nešalta

Artimiausiomis dienomis Atlanto ciklonas atneš lietaus, bus gana vėjuota, bet nešalta. Intelektinis žaidimas internete Šiandien daug kur palis. Vėjas pietų, pietvakarių, vakariniame šalies pakraštyje pereinantis į vakarų, 9–14 m/s, vietomis gūsiai 15–20 m/s. Aukščiausia temperatūra 8–13...

Horoskopai spalio 15 dienai

AVINASPasistenkite pagaliau atsikratyti visų ir visko, kas jus gąsdino ir slėgė pastarosiomis dienomis. Blaiviai pagalvojęs suprasite, kad savo nepasitenkinimą ar nuoskaudas turite išsakyti garsiai, jei norite, kad jums palengvėtų. Kuo greičiau pradėsite, tuo geriau. JAUTISDalykai,...

Gydytojas įspėjo: vengdami spręsti alkūnės problemas rizikuojate prarasti savarankiškumą

Žmonės dažnai klaidingai galvoja, kad stingimas, strigimas ar skausmas alkūnės srityje praeis savaime ir jokių veiksmų imtis nereikia. Vilniaus „Kardiolitos klinikų“ Ortopedijos-traumatologijos centro gydytojas ortopedas traumatologas Justinas Vaičiulis sako, kad ignoruojami simptomai laikui bėgant...

Plaukų stilistė dalinasi patarimais, kaip prižiūrėti plaukus artėjant šaltajam metų sezonui

Plaukų stilistė, koloristė, „Davines“ ambasadorė ir meno vadovė Kristina Šemiotienė, artėjant šaltajam metų sezonui, dalinasi plaukų priežiūros patarimais ir dažniai pasitaikančiomis klaidomis plaukų rutinoje. Plaukų stilistė tikina, jog namų lentynos nebūtinai turi būti nukrautos...

Po šviesesnio ir ramaus ketvirtadienio, penktadienį bus lietinga ir vėjuota

Po šviesesnio ir ramaus ketvirtadienio, penktadienį bus lietinga ir vėjuota. Spalio 14-os dieną debesuota su pragiedruliais. Vietomis trumpai palis. Vėjas pietvakarių, 5–10 m/s, pajūryje iki 12 m/s. Temperatūra 8–12 laipsnių šilumos. Sudoku Online: Žaisti sudoku internete Spalio...

Horoskopai spalio 14 dienai

AVINASPastarųjų dienų skriejimas visu greičiu pirmyn, rodos, ima strigti. Gal laikas bent trumpam išjungti mašiną, kol ji nesubyrėjo pati. Jūsų galimybės nesulaikomai mąžta, bet dar ne viskas prarasta. Turėtumėt labiau pasirūpinti asmeniniu saugumu ir...