-9 C
Tauragė
2022 / 12 / 02

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

Ar jau skaitėte?

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.

- Reklama -

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.

- Reklama -

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

 

spot_img

Žemėlapyje galima matyti savivaldybei priklausančius pastatus

Turto bankas, bendradarbiaudamas su „GIS-Centru“, pristato interaktyvų valstybės nekilnojamojo turto žemėlapį. Žemėlapyje paprastai ir aiškiai galima matyti valstybei priklausančius pastatus, jų adresus, plotą ir kitą naudingą informaciją. Ateityje žemėlapį ketinama plėsti papildant jį duomenimis,...

42 tūkstančiai dalies darbingumo netekusių žmonių toliau dirba

Žmonės, netekę dalies darbingumo, tampa vis aktyvesni darbo rinkoje, tačiau jiems sunkiau rasti aukštesnės kvalifikacijos darbą, o jų darbo pajamos trečdaliu mažesnės už kitų dirbančiųjų. Minint Žmonių su negalia dieną, „Sodra“ apžvelgė netekto darbingumo...

Šokoladinės paprikos – dūminio skonio daržovė, kurią išbandyti verta: kuo jos ypatingos ir ką...

Ar esate girdėję apie šokoladines paprikas? Jeigu ne – dabar puikus metas jų paragauti. Šios rūšies paprikos ne tik pasižymi išskirtine raudonai ruda spalva, bet ir turi subtilų skonį. Tiesa, šokolado jis neprimena, tačiau...

ORAI: Aukščiausia temperatūra 1–6 laipsniai šalčio

Šiandien žymesnio sniego nenumatoma. Kai kur plikledis. Vėjas rytinių krypčių, 3–8 m/s. Aukščiausia temperatūra 1–6 laipsniai šalčio. Gruodžio 3-os dieną daug kur pasnigs. Vietomis plikledis, dieną galima silpna lijundra. Vėjas naktį silpnas, dieną rytų, pietryčių,...

Horoskopai gruodžio 2 dienai

AVINASTai tik jūsų vieno problema, kad užsiimate nesibaigiančiais Sizifo darbais. Ir nesitikėkite kitų užuojautos. Jūsų bemiegės apmąstymų naktys niekam neįdomios. Visiems rūpi tik galutinis rezultatas. JAUTISNėra laiko svajoti. Diena bus įtempta ir, tikėkimės, produktyvi. Priimkite...

Pačios geriausios dovanos – darytos su meile savo rankomis

Iškritus pirmajam sniegui tvaraus gyvenimo būdo šalininkė, soc. tinklų nuomonės formuotoja Simona Cymbaliukaitė prisipažįsta esanti šaltojo sezono gerbėja, šventinę atmosferą bei nuotaiką namuose pradedanti kurti jau nuo lapkričio vidurio. Turinio kūrėjai rūpi ne tik...

Ką šiemet lietuviai planuoja padėti po Kalėdų egle?

Pasiruošimas didžiosioms metų šventėms jau prasidėjo: daugelis ieško įdomesnių dovanų idėjų bei patrauklesnių kainų pasiūlymų. Anot prekybos ir laisvalaikio centro „Panorama“ vadovės Birutės Kalanovaitės, pirkėjų srautai auga, o piką turėtų pasiekti likus porai savaičių...

Gudrūs būdai, kaip panaudoti jaunystės šaltinį – alaviją: gaminkite želė, virkite sriubas

Prieš pat prasidedant kalendorinei žiemai parduotuvių lentynas papildė tikrų tikriausias šaltojo sezono hitas – alavijų lapai. Jie stebina išskirtinėmis skonio ir naudos organizmui savybėmis. Vaida Budrienė, prekybos tinklo „Iki“ komunikacijos vadovė, sako, kad pernai...

Čia apsigyveno įspūdingi sniego žmonės

Ruošiantis Kalėdoms Vilniaus Paupio rajonas pasipuošė netradicinėmis šventinėmis dekoracijomis. Čia skirtingose vietose įsikūrė šeši kailiniuoti sniego žmonės – dalis jų gali pasigirti net 3,5 metro ūgiu. „Visada ieškome netradicinių ir originalių sprendimų Paupio gyventojams ir...

„Iki“ praneša darbo laiką per Kalėdas ir Naujuosius metus: viena parduotuvė veiks visą parą

Artėjant didžiosioms metų šventėms, prekybos tinklas „Iki“ skelbia, koks bus parduotuvių darbo laikas šventiniu laikotarpiu. Siekiant apsipirkti patogiai, pirkėjai kviečiami apsipirkimą parduotuvėse planuoti iš anksto arba pasinaudoti e. prekybos galimybėmis. Vaida Budrienė, prekybos tinklo...

Gydytoja apie grožio injekcijas prieš šventes

Trumpos naktys, greitai tiksintis laikas ir stresas palieka žymes veide. Vienos suteikia unikalumo, o kitas labai norėtųsi paslėpti. O gal – patempti, paputlinti, pakelti, pagyvinti žvilgsnį ir šypseną. Kai artėja svarbi šventė, hialurono ir...

Vyriškumo šaltinis – testosteronas: kodėl jo pertekliumi skundžiasi moterys?

Vyriškumo šaltiniu testosteronas laikomas ne veltui: jis skatina vyrų lytinį potraukį, raumenų ir kaulų masės augimą, didina fizinį bei psichinį pajėgumą. Marijampolės „MediCA klinika“ šeimos gydytoja Augustina Vaitekonė teigia, kad vyrams nesunku pajausti, jeigu...

Mados ekspertė: rūpestis gamta keičia ne tik mūsų drabužių spintą, bet ir procesus pramonėje

Greitosios mados pramonė, gaminanti pigius ir madingus drabužius, daro itin neigiamą poveikį aplinkai. Jungtinių Tautų aplinkos apsaugos programos duomenimis, ši pramonė yra atsakinga už antrą pagal dydį vandens suvartojimą ir 8–10 proc. pasaulyje išmetamo...

Kad nenubyrėtų iki Kalėdų: 5 patarimai, kaip tinkamai prižiūrėti eglę

Už lango jau kvepia Kalėdomis, todėl dabar puikus metas šventinę nuotaiką susikurti ir namuose. Pasirūpinti dekoracijomis, mielomis smulkmenomis ir pagrindiniu šventės simboliu – egle. Norint, kad kokybiška ir graži išsilaikytų iki pat Kalėdų, eglę...
spot_img