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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
Киборг пусть едет в выборг?
ну ничего когда то и такое смогут открыть
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.
Разве не нужно представлять руку чтобы задействовать все нужные нервные окончания? Или как это работает
остаток мышц передает импульс, который считывают сенсоры
бОльшая часть мышц управления кистью и всеми пальцами находится в предплечье
Это если от него что-то осталось, тут индивидуально всё. Но в статье об этом написано.
Протезам определенео не хватает функции электрической отвертки в одном из пальцев
Очень интересная мысль, которую я для себя выделил в этой статье. Протезы рук не обязательно делать в виде настоящей кисти руки, ведь это очень сложно. И ни один ИИ не сможет повторить работу мозга, который управляет нашими кистями. Надеюсь, что ребята из наших производителей протезов над этим поработают с будут делать именно удобные протезы, для того чтобы человек мог упростить с его помощью свою повседневную жизнь. Нет никакого смысла делать руку как из фильма про киборгов просто для красоты, если с ней неудобно даже просто делать повседневные занятия.
Согласны! Делаем все возможное, чтобы в будущем появилось больше специалистов и в области протезирования 🙌
Вот не понимаю, в чем смысл писать вроде как не мусорную статью, но устраивать в комментариях не просто самоотсос, а целую оргию из фейк-аккаунтов? Хороший контент и реальные пользователи отлайкают и откомментят.
Может не поверите, но мы тут не при чем.) Сами удивляемся.
Очень круто что в современном мире есть такая возможность-протезирование
на увы это не такое дешевое удовольствие
К сожалению инватема всегда дорогое удовольствие. Цены на на хорошие инвалидные коляски просто дикие, что говорить про протезы.
Очень жалко таких людей. Хотелось бы чтобы быстрее дошли технологии и было комфортно жить
Тоже так думаем :) Делаем все, что в наших силах 🙏
Я человек простой, вижу статью про протезы, ставлю лайк, и жду когда изобретут кибернетические протезы с вживлением нервных окончаний и синтетическими мышцами.
Вы делаете хорошее дело!
Интересующимся - рекомендую видео на канале DPlabs, очень интересно и информативно. И в одном из последних видео, если не ошибаюсь, он показывал собственные наработки.
Современные протезы не заменят полностью утраченную конечность к сожалению. До кисти как у Люка Скайвокера нам еще долго идти. Это протезы 3.0. Хотя будущее я думаю будет на регенерации утраченных конечностей с помощью специальных "принтеров".
Есть ещё достаточно времени и технологий, чтобы в будущем сделать реально супер функциональный кибер-протез, где будет и удобство, и красивый внешний вид, и хороший коннект работы мозга с работой кисти, к примеру
Согласны! Стремимся к тому, чтобы в будущем технологии только совершенствовались 🙏
очень классная статья!
Даже не представляла что существует столько нюансов. Спасибо за интересную статью
Спасибо и вам за интерес! 🙏
Потрясающе. До этой статьи буквально никогда не задумывалась о том, что протез руки не нужно делать в форме руки. При всей крутости механики наших конечностей они наверняка вообще не самое лучшее, что можно придумать. Эх, антропоцентричность
(удалено)
Еще одна проблема - сила хвата.