luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Categories:

Илья Чех, «Моторика» — о протезах, людях-киборгах и проблемах инвалидов



В России каждый год на миллион человек приходится примерно 500 операций по ампутации нижних конечностей. Всего же, по разным оценкам, в протезах верхних и нижних конечностей нуждаются до миллиона человек ежегодно. Генеральный директор компании «Моторика» Илья Чех рассказал «Хайтеку» о возможностях современных протезов, о трендах отрасли и о том, как технологии будут развиваться в будущем.

Илья Чех — генеральный директор компании «Моторика». В 2013 году Илья окончил НИУ ИТМО в Санкт-Петербурге. Работал инженером-конструктором на машиностроительном заводе. Участвовал в создании лунохода в составе команды «Селеноход». В 2013-2014 годах занимался разработками в области космических систем сближения. Участник первой российской команды программы Mars Desert Research Station. Основал компанию «Моторика» — производителя биоэлектрических протезов с широким набором функций. В 2018 году выручка стартапа выросла в 2,5 раза — до $1 млн, а производственная площадка компании открылась в Китае.

«Основная сложность — научить человека пользоваться протезом»

— Что лежит в основе современного протезирования? Исключительно аддитивные технологии или есть какие-то альтернативы?

— Конечно, не только на них. Аддитивные технологии — одна из опций, которая появилась в последнее время. Она позволила индивидуализировать внешний вид протезов — или, если говорить про детские протезы, сделала возможным производить дешевые индивидуальные протезы под сложные травмы. До этого такие протезы тоже делали, но они были очень дорогими, громоздкими и унифицированными.



— Какие еще технологии сегодня используются в создании протезов?

— Прежде всего это классическая механическая обработка для бионических протезов, а также стандартные технологии протезирования — например, ламинация, когда гильзы делаются из углепластиков, стекловолокна и различных силиконов. Аддитивка занимает 20%.

Протезы конечностей в зависимости от степени восстановления утраченной функции бывают трех видов: косметические (воспроизводят только внешний вид), функционально-косметические (полностью или частично восстанавливающие утраченную функцию) и рабочие (для выполнения определенных движений).

Косметические протезы, как правило, устанавливаются временно, пока не будет готов индивидуальный функциональный протез. Раньше они были популярны, потому что не было альтернативы. Однако у такого вида протезов может быть даже негативное влияние.

Функциональные протезы, в свою очередь, делятся на: механические и бионические.

Механические не содержат электроники и управляются при помощи тяги. Такие протезы позволяют выполнять большинство повседневных операций — писать, зажигать спичку, заниматься спортом, переносить посильные тяжести и так далее.

Управление бионическими протезами происходит за счет датчиков, встроенных в культеприемную гильзу. Они улавливают сигналы мозга, возникающие при сокращении мышц, и передают его на микропроцессор. Современные бионические протезы также способны давать обратную связь, благодаря чему человек чувствует температуру предмета и давление. Однако такие протезы сложны в разработке и достаточно дороги (от $5 000 до $50 000). Поэтому такими протезами в мире пользуются только 10% инвалидов.


— Далеко не все материалы, используемые в 3D-печати, безопасны при контакте с телом человека. Какие смолы и компоненты можно применять для изготовления протезов?

— Есть специальный класс биосовместимых материалов, которые используются для печати. Мы используем биосовместимый полиамид, полученный с помощью промышленного лазерного спекания (процесс преобразования мелких порошкообразных или пылевидных материалов в твердые с помощью лазерной обработки — «Хайтек»). Есть классические полимерные композиционные и термопластичные материалы, которые также биосовместимы. В целом то, что мы печатаем, напрямую с кожей не соприкасается, всё равно для контакта изготавливается гильза из специализированных медицинских материалов, которые более комфортны, чем любой напечатанный пластик.

Биосовместимыми называются безопасные для человека материалы. Они не токсичны и гипоаллергенны. Для печати протезов конечностей используется филамент (биоразлагаемый термопластик) PLA или PETG, поликарбонат, а также биосовместимые металлы — титан, нержавеющая сталь, алюминиевые и другие сплавы.

— Одна из главных проблем бионических протезов — их вес. Можно ли как-то облегчить эти протезы?

— Вес протезов во многом складывается из двигателей общей механики и аккумуляторов. Соответственно, можно ставить чуть менее мощный двигатель и аккумулятор, и тогда вес будет легче. В протезировании всегда есть очень тонкая грань с точки зрения того, насколько протез быстрый и сильный и насколько хватает его заряда. Поэтому баланс находится между этими характеристиками.



— Какие сложности возникают при тестировании протеза?

— Основная сложность — научить человека пользоваться протезом. Особенно если это протез повышенной функциональности, то есть с поддержкой каждого пальца. Одна из сложнейших задач — научить человека представлять эти действия в голове и пытаться их фантомно выполнить, чтобы наша система управления могла их проанализировать, выделить какие-то потерянные активности мышц при выполнении того или иного жеста и прогнозировать процессы. Всё это делается для того, чтобы именно эти действия выполнял сам протез. Самый сложный процесс в протезировании — последующая реабилитация. То, чем мало кто занимается. Обычно работают так: протез выдали, один раз настроили и попрощались.

«У нас люди стесняются ходить с протезом»

— Инвалидность — это в том числе тяжелая психологическая травма. Насколько в нашей стране развита психологическая помощь пользователям протезов?

— Практически не развита. В нашей команде работают эрготерапевт, физиотерапевт, психолог и обязательно врач, который выстраивает весь процесс реабилитации. Психолог работает не только в момент протезирования, но иногда и до, а также часто после протезирования, то есть получает обратную связь, насколько изменились ощущения себя и насколько, например, ребенок стал более активен.

Ампутация конечностей часто сопровождается сильными эмоциональными переживаниями: у человека меняются самосознание и самооценка, снижается удовлетворенность качеством жизни. Нередко этот факт воспринимается как крушение жизненных планов, начинается депрессия, появляются мысли о суициде. Как правило, плановая ампутация, вызванная болезнью, менее психотравмирующая, чем экстренная операция из-за полученной травмы. Если ампутация плановая, то психологическая подготовка начинается еще до операции: пациенту подробно отвечают на все вопросы, что помогает снизить тревогу и морально подготовиться к будущему.

Психологическая реабилитация включает в себя эмоциональную поддержку, восстановление внутреннего психологического равновесия, принятие нового физического облика, актуализация ресурсов и восстановление жизненной перспективы, реконструкция межличностных отношений. Также рекомендуется психологическая работа с близкими инвалида: информирование их об особенностях переживаний пациента и способах общения с ним.


— Как к людям с протезами относятся в нашей стране и за рубежом?

— В нашей стране люди более консервативные. Условно, в Америке самый распространенный протез — это просто крюк, который выполняет только захват, и при этом он очень функциональный, если научиться им пользоваться. Там достаточно часто можно встретить человека с таким крюком на улице.

У нас люди стесняются так ходить, это вызывает более странную реакцию окружающих. Поскольку инвалиды гораздо менее социализированы, то люди не привыкли их видеть. Постепенно у нас развивается этот вопрос, в том числе и с помощью государственной поддержки: таких людей социализируют, выводят на работу и всячески их поддерживают.

— В чем заключается государственная поддержка в нашей стране?

— Сейчас все протезы, которые производятся в России, поставляются инвалидам бесплатно. Государство субсидирует их приобретение, как и любых средств реабилитации (коляски, памперсы и так далее). Есть определенные квоты, это зависит от региона, но наши протезы по стоимости подходят практически во всех регионах. Человек может сам выбрать протез и компанию, а не только те, которые предлагает ФСС. Но информации об этом крайне мало. Поэтому наша цель как раз рассказать об этом.

Защита инвалидов на государственном уровне регулируется Федеральным законом № 181-ФЗ «О защите прав инвалидов». Согласно статье 11.1, технические средства реабилитации предоставляются в соответствии с медицинскими показаниями и противопоказаниями, чтобы компенсировать или устранить стойкие ограничения жизнедеятельности. Финансирование осуществляется за счет средств федерального бюджета и Фонда социального страхования.

«Перевести из ощущения инвалида в ощущение киборга»

— Не так давно всех покорил ролик, когда Роберт Дауни младший подарил семилетнему мальчику протез. Когда нужно начинать протезирование в случаях с детскими травмами?

— Мы протезируем с двух лет. Детям важно с максимально раннего возраста начинать активное протезирование. Соответственно, 10–12 лет — это наиболее подходящий возраст, чтобы использовать функциональный бионический протез. Тот протез, который дарился этому мальчику, больше игрушка, потому что он очень слабый, а также существенно больше по размеру, чем обратная рука. Если говорить про нормальные протезы, то тяговыми-активными мы протезируем с двух лет, «бионикой» с 6-7 лет. Но как показала практика, пока оптимальный возраст — примерно 10 лет.



— А почему так важна индивидуальная разработка?

— Ребенок, получая индивидуальный протез, с точки зрения внешнего вида начинает воспринимать его не как медицинское изделие, а как некую игрушку, которая позволяет, с одной стороны, заместить утраченные возможности, а с другой — перевести себя из ощущения инвалида в ощущение киборга. Индивидуализирование позволяет ребенку привыкнуть к протезу и относиться к нему более лично. Чаще его использовать, развивать свои социально-коммуникативные навыки, чтобы показать, «какой у меня крутой протез».

— Говоря о трендах дизайна, что более является актуальным: вариант, который подчеркивает что это протез, или более натуральный?

— Тренды зависят от поколения. Наиболее молодые активные люди выбирают интересный дизайн, стилизованный под мультяшки и супергероев. Взрослые люди, 40+, чаще стараются брать более консервативный дизайн, либо с косметической оболочкой, либо просто в черно-бежевых тонах.



— Один французский художник, потеряв в катастрофе руку, создал протез в виде машинки для тату. Существуют ли в нашей стране такого рода запросы?

— Запросы есть, но компаний, которые специализируются на этом, пока нет. У нас в первую очередь стоит задача разработать полноценную линейку серийных изделий разной степени функциональности для детей и для взрослых. В целом по миру таких кейсов достаточно мало, и все очень разные: тату-машинка, барабанщик, щупальца. Как правило, это либо хоум-разработки, либо какие-то университетские, в качестве экспериментов. Но, тем не менее, тренд на это тоже есть, и это одно из направлений.

«Человеку уже нужна не рука, а замена телефона»

— Как вы относитесь к людям-киборгам? Поддерживаете?

— Целиком поддерживаю. Философия нашей компании строится на том, что человек с протезом — это не инвалид, а человек с расширенными возможностями, киборг, который использует современные технологии для замещения утраченных либо для получения новых функций.

Киборгами называют людей, в чье тело внедрены технические устройства. Строго говоря, киборгами можно назвать даже людей с кардиостимуляторами. Однако есть примеры вживления гораздо более продвинутых устройств.

Киборгов условно можно разделить на тех, кто модифицировал свое тело ради эксперимента или для усиления существующих способностей, и тех, для кого имплантация — жизненная необходимость.

К первым относится, например, Кевин Уорвик, который в 1998 году вживил себе в руку капсулу с чипом, с помощью которого мог открывать электронные замки, включать и выключать свет и сигнализацию.

Но чаще импланты нужны для того, чтобы компенсировать отсутствующие или утраченные способности. Дальтонику Нилу Харбиссону в голову имплантировали антенну, которая преобразует цвет в звуковые волны. Таким образом Нил «слышит» цвета и может их различать. При этом он может воспринимать даже инфракрасные и ультрафиолетовые цвета, которые обычным людям недоступны.

Еще один пример — Кэмерон Клэпп. Подростком он попал в аварию, в которой лишился правой руки и обеих ног. Ему сделали искусственные конечности, оснащенные датчиками, которые контролируют распределение веса. Благодаря этому Кэмерон может заниматься спортом и играть в гольф, также молодой человек снимается в кино.


— Можно ли на технологической базе протезирования создать какие-либо манипуляторы для того, чтобы расширять возможности человека?

— Да. Протез можно модифицировать до манипулятора для инвалидной коляски для парализованного человека, который будет с помощью интерфейса или движения зрачков захватывать предметы и подносить еду, чтобы попить и поесть. Это одно из направлений, куда наша компания будет развиваться.

— Насколько искусственный интеллект может быть применен в протезировании?

— Есть несколько направлений, в которых можно использовать искусственный интеллект. Это распознавание жестов: добиться мелкой моторики от протеза, а не просто двухканального управления. Это может быть какое-то автоматизированное поведение, некое предсказание: если я вытягиваю руку, то можно раскрыть ладонь, потому что я собираюсь что-то взять. Такого плана обучение, когда протез учится понимать намерения своего пилота и пытаться предсказывать его действия.

— На ваш взгляд, когда бионические протезы превзойдут человеческую руку?

— Лет через 15–20, когда мы сможем добиться обратной связи, чтобы протез чувствовал и передавал в нервную систему человека информацию о том, что он берет. Когда сможем добиться более тонкого и интуитивного управления, то есть независимо двигать каждым пальцем на протезе. Это необходимый минимум, чтобы заместить руку с точки зрения прямой функциональности.



— Как изменились технологии протезирования за последние 5–10 лет?

— За 5–10 лет они особо не изменились. Мы — единственная компания в мире, которая позиционирует протез как высокофункциональный гаджет, а не еще одну «хваталку». Это ключевое изменение, которое мы транслируем в отрасль. В целом повлияло сканирование и аддитивные технологии, которые немного изменяют процесс изготовления протезов. Но технологии не кардинально влияют на изменение. Человек без руки привыкает жить с одной рукой, и ему уже нужна полноценная замена телефона, часов, пульта управления.

— Какие технологии можно привнести в сам протез?

— Телефоны не нужны, рука сама должна понимать, что она берет, и работать с предметами. Мы можем интегрировать технологии интернета вещей в протез, чтобы он был подключен к любому умному гаджету вокруг себя, мог им управлять либо получать с него какие-то данные. Можем интегрировать туда гибкий дисплей, который позволит включать функционал смартфонов в сам протез: навигацию, социальные сети, голосовое управление, протез может принимать звонки и может раздавать лайки и так далее.

— А когда такие протезы выйдут на рынок?

— Те или иные функции мы уже тестировали в пилотном варианте, сейчас все наши протезы оснащены PayPass-модулем, им можно оплачивать покупки, а с помощью GSM-модуля собираем с каждого автоматизированного протеза статистику и анализируем эти данные с точки зрения технического состояния и активности пользователя. В скором времени запустим опцию, которая связана с приемом звонков на протез, перевод на гарнитуру. Поскольку SIM-карта там уже стоит, осталось только дополнить функциональность.

Tags: интервью, киборг, протез
Subscribe

Posts from This Journal “киборг” Tag

promo luckyea77 june 19, 23:05 11
Buy for 10 tokens
Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4 Часть 5 Март 2018 года Индустриализация стала основным инструментом достижения экономического богатства стран, начиная с появления прядильных машин в конце XVIII века; при смене технологических укладов менялись местами мировые промышленные лидеры. Какой…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 3 comments