Бионическое будущее: как российские ученые дают надежду на полноценную жизнь

Технологии постоянно продвигаются вперед, открывая новые горизонты в самых разных сферах. Одной из таких областей, где наука и инновации играют важнейшую роль, является медицина, в частности, протезирование. Развитие бионических технологий, направленных на восстановление двигательных функций человека, совершает качественный скачок благодаря усилиям российских ученых.

Сегодня мы поговорим с выпускником международной акселерационной программы «Академия инноваторов» Степаном Чуйкиным, основателем Sutura MYOBand, разработчиками революционного проекта — системы управления для бионических протезов рук. Как же ученым удалось создать такую технологию и какие перспективы она открывает для людей с ограниченными возможностями?

Мы не делаем сам протез. Мы занимаемся разработкой системы управления. Что такое система управления? Протез можно разделить на три основные части. Это кисть, гильза и датчики. Мы занимаемся именно системой управления, потому что на данный момент это самое узкое место, которое есть.

Кисть может быть одного производителя, датчики от другого производителя. Если там есть еще дополнительный блок внутри него, блок, отвечающий за ротацию, флексию, они могут быть вообще от третьего производителя. В нашей системе управления 8 датчиков, и мы смотрим на совокупный сигнал не как на активность на конкретном датчике, а как совокупность активности на всех датчиках. Для нас, если жест отличается по показанию на одном датчике, это другой жест. На всех остальных датчиках все может быть то же самое, но у одного, например, амплитуда пониже, то для нас это такой же сигнал.

Типичный кейс пользователя без руки. Он хочет сначала показать кулак, потом показать указательный палец. Он напрягает мышцы, которые отвечают за сжатие протеза, протез сжимается в нужное положение. Он делает обратный жест, протез возвращается в базовое состояние. Он берет здоровую руку, а здоровая рука нажимает на кнопку на корпусе протеза. Внутри протеза, как правило, 6−8 активных хватов, то есть в памяти протеза 8 различных жестов. Получается, если человеку нужно с первого жеста дойти до восьмого, ему либо 8 раз нужно нажать на кнопку, либо сделать 16 сокращений. Человеку нужно помнить каждый раз, какой у него сейчас жест, и помнить, какой он идёт по счёту.

Да, на поврежденную. Дома, как правило, протезом мало кто пользуется. Например, печатать на клавиатуре с помощью протеза очень некомфортно, так как нарушается анатомия плеча из-за того, что в протезах нет подходящего жеста. Плюс протез весит два с половиной килограмма. Крепится он к локтю за две костяшки. Это очень неудобно. Поэтому дома люди снимают протез и им не пользуются. Для работы на компьютере, например, мы реализовали такую возможность, что, ты делаешь какой-то жест, и у тебя сразу нажимается кнопка мыши.Браслет подключается при помощи блютуза или флешку. Мы можем встречать порядка 10−15 различных хватов у человека, что дает большую вариативность и открывает перед человеком новые возможности.

У нас больше датчиков и наши собственные методы обработки. Человеку не нужно использовать вторую руку или двойное сокращение для того, чтобы в памяти протеза плашку передвигать. У него есть условно 8−10 активных схватов, и каждый из них отвечает за разное сокращение протеза. Это если мы говорим сейчас про двухканальные системы. Если мы говорим про западные аналоги двухканальной системы, то они все запутаны внутри протеза, у них нет возможности быть снятыми с протеза и оставленными на культе для того, чтобы давать им дополнительные возможности, какие-то дополнительные функции. А мы смогли это реализовать, и это работает.

Мы сейчас находимся на стадии, когда мы договариваемся о проведении пилотного тестирования. Что мы под этим подразумеваем? Сейчас мы совместно с группой компании «Метиз» готовимся к полномасштабному пилоту.

Если мы говорим про западные двухканальные системы, то дешевле. Если мы говорим про двухканальные системы, то мы дороже, чем российские двухканальные системы. Тут физически нельзя сделать что-то дешевле. Это то же самое, что сравнивать мотоциклы с машинами с точки зрения коммерции. Поэтому мы дороже, чем российские двухканальные системы, но дешевле, чем западные многоканальные системы и западные двухканальные системы.

Мы хотим сделать часть нашей айпишки открытой, то есть порядка 30% мы хотим сделать open source. Мы хотим сделать часть нашего решения открытым для того, чтобы молодые ребята, которые сейчас что-то делают, могли не распыляться на разработку системы управления, чтобы могли просто интегрировать наши системы управления в свои разработки для того, чтобы это работало качественно. Благодаря этому, мы можем позволить молодым ребятам находить новые ниши, связанные с блоками ротации и флексии, которых на российском рынке практически нет.

Мы очень сильно отличаемся даже от того, что, условно, сейчас делает один российский производитель протезов. Они начали разрабатывать собственную многоканальную систему. Мы же пошли по пути адаптивных фильтров. То есть мы часто говорим, что мы не используем нейронные сети, потому что, на наш взгляд, в таких вопросах они не нужны.

Наша основная задача сейчас это довести до ума наш собственный датчик электромиографии, потому что мы реализовали очень интересную схему именно построения датчика, и включили туда модуль, который обычно в датчике электромиографии никто не добавляет. Мы видим в этом интерес, потому что наша система управления принимает решение о выборе хвата за 40 миллисекунд, и мы сейчас делаем все для того, чтобы еще сильнее уменьшить эту задержку. У нас адаптивный фильтр, у нас есть возможность очень сильно сокращать время одного принятия решений. Поэтому основные задачи сейчас - это доработка датчиков электромиографии и работа над интерфейсами, чтобы это все, с точки зрения пользователя, было удобнее.

Были проблемы с кадрами, приходилось по знакомым искать. Самая большая наша трудность сейчас в том, что нет возможности договариваться с западными производителями протезов. Они практически все уходят из России. А нам, как разработчику системы управления, очень важно, чтобы наше решение работало с большим количеством протезов.

В первую очередь это широкое медийное освещение, социальный капитал и возможности рассказать о себе и о том, что ты делаешь.

Хочешь тоже прокачать свой проект? Присоединяйся к Академии инноваторов на сайте. Программа открыта для участников от 14 лет и предлагает обучение, экспертное сопровождение и доступ к инвесторам. С момента запуска в экосистеме уже более 20 тыс. разработчиков, создано свыше 3 900 проектов и привлечено более 250 млн рублей инвестиций и грантов. Успей зарегистрироваться на 5 поток!

Подписывайся на канал "Академия инноваторов" и присоединяйся к чату инноваторов, чтобы быть в курсе всех актуальных новостей!