Skuodo.info
f Facebook ⌕
IT

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

Redakcija · 2021-05-25 08:22

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

 

Kultūra & švietimas

Spalvingas vilnos pasaulis | Skuodo rajono savivaldybės – R. Granausko viešoji biblioteka

Aktualijos

Dėl 2026–2027 metų šildymo sezono pradžios

Kultūra & švietimas

Bibliotekininkės pasimatavo mokytojo batus | Skuodo rajono savivaldybės – R. Granausko viešoji biblioteka

7sek.ltNaujienos per 7 sekundes
Visos naujienos →

Skuodas

112

Klaipėdos apskrities kelių policijos pareigūnai per savaitę nustatė 6 neblaivius vairuotojus

Trumpi vaizdo įrašai

Aktualijos

Skuodo rajono savivaldybės tarybos posėdžių salėje LITGRID atstovai pristatė Tarpsisteminių jungčių programą

112

Klaipėdoje atliekamas tyrimas dėl galimo disponavimo labai dideliu kiekiu narkotinių medžiagų

Aktualijos

Primename, kad artėja terminas sumokėti vietinę rinkliavą už komunalinių atliekų tvarkymą.

Verslas

Pirkėjai pasiūlė – „Iki“ įgyvendino: nuo patogesnės programėlės iki pokyčių parduotuvėse

Skuodo rajono savivaldybėNaujausia savivaldybės informacija
Visos naujienos →

Skuodo

Kultūra & švietimas

Rudeniškos dirbtuvėlės vaikams „Rudens lapų švytėjimas“ | Skuodo rajono savivaldybės – R. Granausko viešoji biblioteka

112

Klaipėdos apskrities pareigūnai tradiciškai aukojo kraujo

Aktualijos

400 laukinių gyvūnų atbaidymo atšvaitų Lietuvos keliuose: bus vertinamas jų efektyvumas

Aktualijos

Lietuvos energetikos agentūra paskelbs naujus kvietimus teikti paraiškas gyventojams

Kultūra & švietimas

Matas Skuode: paaiškėjo didžiojo šachmatų turnyro nugalėtojai! | Skuodo rajono savivaldybės – R. Granausko viešoji biblioteka

Aktualijos

Aktualijos

Nauja šildymo sezono tvarka nuo spalio 1 d.: kada bus įjungtas šildymas jūsų name?

Statybos

Vis daugiau lietuvių gyvena po vieną: kokių klaidų vengti įsirengiant mažą butą?

Verslas

Šimtai žmonių skambina pavojaus varpais: nuo sausio liks be darbo, tačiau aiškaus pagalbos plano vis dar nėra

NAUJIENOS

Aplinkosaugininkai rudenį tęs ežerų ir tvenkinių taršos kontrolės reidus

NAUJIENOS

Darbdaviams vyresni darbuotojai tampa vis didesne vertybe

NAUJIENOS

Bartkus: problema yra ne dyzelino kaina, o tai, ar jo fiziškai bus

NAUJIENOS

Lietuvoje pradedamas Gimstamumo ir šeimos tyrimas: duomenys padės priimti tinkamus sprendimus

Krašto žmonės

Kultūra & švietimas

Paminėta Kultūros darbuotojų diena | Skuodo rajono savivaldybės – R. Granausko viešoji biblioteka

112

Lietuvos – Latvijos pasienyje vykdyta bendra šių šalių pareigūnų prevencinė priemonė

112

Teismui perduota dviejų jaunų vilniečių byla dėl labai didelio kiekio narkotikų platinimo

Aktualijos

Spalį – kvietimas teikti paraiškas Kultūros paso veiklų atrankai

112

Klaipėdos apskrities kelių policijos pareigūnai per savaitę nustatė 5 neblaivius vairuotojus

NAUJIENOS

Lengvatos šildymui Vyriausybė grąžinti neplanuoja

Kultūra & švietimas

Žodis čiurleno paskutinį kartą | Skuodo rajono savivaldybės – R. Granausko viešoji biblioteka

Sportas ir renginiai

Kultūra & švietimas

Šaukliuose jau trečią kartą nuvilnijo šventė-varžytuvės „Nuo kabliuko iki samčio“ | Skuodo rajono savivaldybės – R. Granausko viešoji biblioteka

112

Geriausios Lietuvos policijos komandos konkurse Klaipėdos apskrities policijos komanda užėmė 4 vietą

Verslas

Naujoji „REDMI Note 17“ serija: didesnės baterijos, sustiprintas atsparumas ir pirmasis „Pro Max“

Maistas

Nuolaidos, dėl kurių verta atlaisvinti vietos spintelėse: „Iki“ „Švaros fiestoje“ jos siekia net 50 proc.

Kultūra & švietimas

NARA mokymai-dirbtuvės Skuode | Skuodo rajono savivaldybės – R. Granausko viešoji biblioteka

112

Klaipėdos apskrities kelių policijos pareigūnai vėl vykdė sustiprintą eismo saugumo kontrolę

Aktualijos

„Įkvėpti ateičiai“ – parama vaikų ir jaunimo iniciatyvoms

NAUJIENOS

EK planuoja drausti jaunesniems nei 13 m. vaikams naudotis socialiniais tinklais

Maistas

Kai norisi skaniai ir nebrangiai: vienas ingredientas įprastai vištienai suteiks naują skonį

Kultūra & švietimas

Spalvingas vilnos pasaulis | Skuodo rajono savivaldybės – R. Granausko viešoji biblioteka

Į viršų