Rytas Palangoje
f Facebook ⌕
IT

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

Redakcija · 2021-05-25 08:20

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

 

Verslas

„Amber Grid“ modernizuos magistralinio dujotiekio infrastruktūrą Šiaulių ir Ukmergės rajonuose

NAUJIENOS

Sekmadienį suksime laikrodžius: kiek tai kainuos?

112

Lapkričio 3 d. Klaipėdos mieste ir rajone vyks Lietuvoje dislokuoto Portugalijos Karinių jūrų pajėgų vieneto lauko taktikos pratybos

7sek.ltNaujienos per 7 sekundes
Visos naujienos →

Palanga

aktualijos

Spalio 23 d. – Lietuvos kariuomenės ir Lietuvos šaulių sąjungos pratybos „Perkūno bastionas/Juodas vanagas“

Trumpi vaizdo įrašai

aktualijos

Badmintono šeimos savaitgaliai – smagus laikas mažiems ir dideliems

112

Prasidėjus naujiems mokslo metams, per rugsėjo mėnesį vykdytas prevencines priemones Klaipėdos apskrityje užfiksuota daugiau nei 600 įvairių pažeidimų

112

Padėka Klaipėdos policijos pareigūnams

aktualijos

Kviečiame registruotis į nuotolinę paskaitą apie dirbtinį intelektą

Palangos miesto savivaldybėNaujausia savivaldybės informacija
Visos naujienos →

Palanga

NAUJIENOS

Puolime dominavusi „Palanga“ Ukmergėje iškovojo triuškinamą pergalę

112

Klaipėdos apskrities policijoje aptarti aktualūs apsaugos nuo smurto artimoje aplinkoje klausimai

aktualijos

Kviečiame dalyvauti Rolando Rastausko literatūrinės premijos įteikimo renginyje

Svaikata

Sveikatai palankaus maisto gaminimo dirbtuvės –

112

Minint Atšvaitų dieną pareigūnai ragina keliuose elgtis saugiai

Aktualijos

112

Klaipėdos pareigūnai ieško Egidijaus D.

aktualijos

Kurhauze įteikta antroji Rolando Rastausko literatūrinė premija

Maistas

Ekologiški pieno produktai: ką iš tiesų reiškia šis pasirinkimas?

112

Per trumpalaikę priemonę uostamiestyje nustatyti trys neblaivūs vairuotojai

aktualijos

Japonijos menų diena. Kenbu ir Suibokuga jau spalio 18 d. 12 ir 15 val. Palangos kurhauzo teatro salėje

112

Klaipėdos apskrities kelių policijos pareigūnai per savaitę nustatė 5 neblaivius ir per 100 neleistinai mobiliaisiais įrenginiais besinaudojusių vairuotojų

aktualijos

Palangos kurorto muziejus spalio 20–21 d. kviečia į „Jūros istorijų“ paskaitų ciklą

Krašto žmonės

aktualijos

Spalio 12 d. Palangoje skelbiama 2026–2027 m. šildymo sezono pradžia

Maistas

Gudrybė, kaip sutaupyti: korėjietiškiems „gyoza“ koldūnams, picoms ir ledams „Iki“ skelbia „1+1“ pasiūlymus

NAUJIENOS

Palangoje: Pavogta apie 150 litrų dyzelio

aktualijos

Perspėjimas apie stichinį meteorologinį reiškinį – labai smarkų vėją

112

Pareigūno profesija pristatyta gausiam karjeros renginio „Įdarbink ateitį 2026“ lankytojų būriui

Verslas

Trečdalis pirkėjų pastebi, kad Helovynas Lietuvoje švenčiamas vis dažniau: atskleidė, ką perka ir kiek ketina išleisti

aktualijos

Kviečiame dalyvauti memorialo „Tylaus šauksmo erdvė“ atidengimo renginyje

Sportas ir renginiai

112

Klaipėdos rajone pareigūnai rado apie 70 litrų galimai naminės degtinės

112

Klaipėdos apskrities kelių policijos pareigūnai per savaitę nustatė 6 neblaivius vairuotojus

aktualijos

Organizuojamas posėdis

aktualijos

Palangoje augintiniai nemokamai ženklinti mikroschemomis

aktualijos

„Cantate Palangai“ virpins bažnyčios skliautus „Mišiose tango ritmu“

Svaikata

Vien vaistų nepakanka: kas padeda suvaldyti lėtines ligas? –

aktualijos

Palangos miesto mero Šarūno Vaitkaus sveikinimas Policijos dienos proga

Svaikata

Širdies ligos – tyliosios žudikės: kardiologė apie tai, ko nejaučiame, kol netampa per vėlu –

aktualijos

„Vanagupės filmų festivalis“ sugrįžta ir rodo Jums Nerijaus Milerio filmą „Senio kelionės“!

Verslas

„Amber Grid“ modernizuos magistralinio dujotiekio infrastruktūrą Šiaulių ir Ukmergės rajonuose

Į viršų