Биоэлектрическая анатомия. Российский киборг — о том, как устроены современные протезы рук и что с ними не так

Продолжение истории Кости Дебликова. В этот раз — о том, как устроен рынок протезирования в России и мире, как изменились технологии с советских времен и почему красивый протез — все еще не полноценная рука.

<i>Костя Дебликов. Фото из личного архива</i>
Костя Дебликов. Фото из личного архива

Привет! Меня зовут Костя, и я уже рассказывал, как лишился рук во время пиротехнического шоу, стал получать протезы от государства и помогать в этом другим. Эта статья — для тех, кто хочет узнать больше о технологиях протезирования: как работает протез и почему «повторить» человеческие руки так непросто.

Как устроен биоэлектрический протез?

Напомню, что бионический, или биоэлектрический, протез работает от сокращения мышц. Их движения улавливают электромиографические датчики, прижатые к предплечью. Когда я напрягаю мышцу с внутренней стороны, кисть закрывается, а когда с внешней — раскрывается. У людей с ампутацией выше локтя управление протеза может осуществляться за счет мышц плеча.

<i>Костя Дебликов. Фото из личного архива</i>
Костя Дебликов. Фото из личного архива

Датчики считывают сокращение мышц и передают сигнал в микропроцессор протеза — он и управляет движениями руки. Это похоже на работу нервных окончаний, но обрабатывает импульсы не мозг, а протез.

Протезы бывают односхватовые и многосхватовые. В односхватовых есть только один двигатель, протез им делает только один хват. Односхватовый протез похож на клешню краба или щипцы, только очень большие — такой рукой не получится показать рокерскую козу. Для этого подойдут многосхватовые протезы — их оснащают по принципу работы человеческой руки — двигатель есть для каждого пальца. Переключать жесты можно так же с помощью мышц, но в некоторых моделях для этого есть кнопка или приложение в телефоне.

Кто производит протезы рук в России и в мире?

Мировой рынок поделили две компании: немецкая Ottobock и исландская Össur — производители протезов и комплектующих к ним. Сборка протеза под конкретного человека — всегда своего рода конструктор, поэтому компании создают комплектующие — руки, предплечья, коленные модули и т. д.

<i>Фото: Unsplash</i>
Фото: Unsplash

В нашей стране протезы выпускают «Моторика» и MaxBionic. Я не могу сказать, что российские изделия хуже или лучше зарубежных, потому что я не использовал их в повседневной жизни. Я лишь тестировал некоторые разработки.

Наши компании появились совсем недавно и только развиваются, поэтому их протезы не так популярны. Для сравнения, «Моторика» работает с 2015 года, а немецкий Ottobock — с 1918 года. Это разница в опыте разработок почти 100 лет. Так что затраты времени и денег на новые разработки несоизмеримы.

<i>Слева — протезы Ottobock, справа — Össur. Источник: ResearchGate</i>
Слева — протезы Ottobock, справа — Össur. Источник: ResearchGate

Почему современные протезы — не предел мечтаний?

К XXI веку протезы научились делать технологичными и даже красивыми. При взгляде на них поневоле начинаешь вспоминать фантастические фильмы. И современный протез — действительно продвинутая штука. Например, приводы для пальцев выпускают компании, которые делают сервоприводы для марсоходов.

<i>Протез 1980-х с питанием от аккумулятора. Источник: The Insider</i>
Протез 1980-х с питанием от аккумулятора. Источник: The Insider

Но все же человек с ампутацией не может жить абсолютно так же, как до потери рук. И технологии в этой сфере развиваются медленно. Они мало изменились с момента разработки советскими учеными первых бионических протезов. А это было в 1956 году.

К примеру, мой односхватовый протез от немецкой компании Ottobock даже выглядит почти так же, как его предок полувековой давности. И тоже работает от двух миоэлектрических датчиков. Так что этой отрасли точно есть куда расти.

<i>Протезы компании Ottobock. Источник: ResearchGate</i>
Протезы компании Ottobock. Источник: ResearchGate

Должны ли протезы повторять человеческие руки?

Есть ощущение, что компании почти не учитывают опыт пользователей. Кажется, инженеры все еще плохо представляют, что такое жить без конечности. Они думают: «Хм, нужен протез руки. Значит, надо сделать его в форме кисти». Хотя на самом деле в этом нет никакого смысла. Человеческая кисть — очень сложный инструмент, и то, как мозг ей управляет, пока не может повторить ни одна система.

Протез в первую очередь должен быть удобным и при этом ему совсем не обязательно повторять форму руки. Нынешние изделия недолговечны: они боятся воды, грязи, пыли, нагрузок и ударов. Причем, в отличие от тех же смартфонов, чем дороже протез, тем он чаще ломается. Просто потому, что сложнее устроен.

<i>Фото: Unsplash</i>
Фото: Unsplash

Чтобы протезы стали удобнее, производителям стоит задуматься о проблемах пользователей. Например, сделать «пальцы» способными работать с сенсорными экранами. В прошлой статье я рассказывал, как мы с отцом сами доработали протез, чтобы это стало возможным.

Производители современных протезов экспериментируют с новыми технологиями, например, добавляют wi-fi модули или встраивают протезы в систему умного дома. Но проще – лучше. Хотя, возможно, через какое-то время люди создадут доступный и удобный протез, которым можно будет пользоваться как мобильным устройством.

Подписаться на Костю:

Telegram https://t.me/bionic_russia

YouTube https://www.youtube.com/@BionicRussia

TikTok https://www.tiktok.com/@bionic_russia

Запрещенная в РФ соцсеть с фото @bionic_russia

6868
30 комментариев

Протезы это тупик, нужно развивать технологии регенерации, печатать ткани и органы.
Илизаров научился кости выращивать (наращивать в длину) - всё! сколько времени уже прошло, а ничего сравнимого по значимости не придумали больше.
А киборги пусть остаются только в кино.

8
Ответить

Киборг пусть едет в выборг?

2
Ответить

ну ничего когда то и такое смогут открыть

1
Ответить

Про повторение кисти хорошее заключение. Пробовал управлять протезом на гик пикник, не простое дело, и обычно они только сгибают кисть. Более продвинутые модели ещё в жесты умеют, но опять же, основная функция — это что-то схватить. Возможно что-то похожее на тиски было бы удобнее, хоть и выглядело бы не так антропогенно.

6
Ответить

Разве не нужно представлять руку чтобы задействовать все нужные нервные окончания? Или как это работает

Ответить

Протезам определенео не хватает функции электрической отвертки в одном из пальцев

6
Ответить