Kupiškio.info
f Facebook ⌕
IT

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

Redakcija · 2021-05-25 08:21

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

 

aktualijos

Kupiškio Povilo Matulionio progimnazijos penktokų triumfas Zagrebe

aktualijos

Medžioklės metu miške svarbus atsargumas: ką turėtų žinoti lankytojai ir gamtos fotografai

aktualijos

Kupiškėno Valdo Šabrinsko triumfas pasaulio veteranų tinklinio čempionate

7sek.ltNaujienos per 7 sekundes
Visos naujienos →

Kupiškis

Maistas

Nuo lašišos už 9,99 Eur iki 35 tūkst. dovanų: „Iki“ paruošė pasiūlymus, kuriems neįmanoma atsispirti

Trumpi vaizdo įrašai

aktualijos

Apklausa „Kupiškio rajono savivaldybėje teikiamų neformaliojo vaikų švietimo paslaugų kokybė“

aktualijos

Savivaldybės stiprina bendradarbiavimą saugumo srityje

aktualijos

Įspėjimas dėl stipraus vėjo: kaip pasiruošti galimiems elektros tiekimo sutrikimams?

aktualijos

Spalio 10-oji – Vietos savivaldos diena

Kupiškio rajono savivaldybėNaujausia savivaldybės informacija
Visos naujienos →

Kupiškis

ELTAELTA rekomenduojaSvarbiausios Lietuvos ir pasaulio naujienos
ELTA.lt →
Šaltinis: ELTA
Maistas

Gudrybė, kaip sutaupyti: korėjietiškiems „gyoza“ koldūnams, picoms ir ledams „Iki“ skelbia „1+1“ pasiūlymus

NAUJIENOS

Kupiškio r.: Apgadintas buto svetainės lango stiklo paketas

aktualijos

„Išmanusis miestas 13“ startavo Seime: savivaldybės pristatė teritorijas, kurioms ieškos naujų idėjų

Verslas

Trečdalis pirkėjų pastebi, kad Helovynas Lietuvoje švenčiamas vis dažniau: atskleidė, ką perka ir kiek ketina išleisti

aktualijos

Pažįstate įkvepiantį senjorą? Papasakokite apie jį!

Aktualijos

aktualijos

Spalio 5-oji – Tarptautinė mokytojų diena

aktualijos

Kupiškyje pristatytas projektas „Kurkime Kupiškį“: įkvėpimo ieškota kelionėse ir savo krašto istorijose

aktualijos

Kupiškyje pagerbti rajono mokytojai – už kasdien kuriamą šviesesnę ateitį

aktualijos

Spalio 2-oji – Policijos, Angelų sargų diena!

Maistas

Kainos, dėl kurių verta perrašyti savaitgalio meniu: „Iki“ pigiau šviežias viščiukas broileris, lašiša ir bulvės

NAUJIENOS

Kupiškyje: Vytauto g., išdaužtas parduotuvės durų stiklas. Turtinė žala – 500 eurų

aktualijos

Kupiškyje – dvi nemokamos motorlaivių sporto atvirų durų dienos

Krašto žmonės

Verslas

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

NAUJIENOS

Kupiškio r.: Uoginių k., moteris pranešė, kad pastebėjo iš miško dingusią medieną. Turtinė žala – 1000 eurų

aktualijos

Rugsėjo 27-oji – Lietuvos socialinių darbuotojų diena

aktualijos

Rugsėjo 27-ąją minime Pasaulinę turizmo dieną

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

Sportas ir renginiai

aktualijos

Alizavos pagrindinės mokyklos bendruomenė – tarp penkių aktyviausių

Maistas

Kriaušių pyrago paslaptis – sviestas: kaip iškepti gardų desertą rudens vakarams

Verslas

Jūsų idėja gali pakeisti „Iki“: trečioji klientų valdyba keliaus po skirtingus Lietuvos regionus

aktualijos

Kas slypi už vaiko žodžių „noriu išsikraustyti“?

aktualijos

Rudens šventė Kupiškyje

NAUJIENOS

Kupiškio r.: Kreipšių k., namuose rastas vyro kūnas

aktualijos

Visuotinei gynybai vienijasi organizacijos, galinčios sutelkti apie 400 tūkst. žmonių

aktualijos

Judumo savaitę Savivaldybės darbuotojai pradėjo aktyvia rytine mankšta

NAUJIENOS

Kupiškio r.: Atsitrenkė į elektros stulpą ir įvažiavo į medį

aktualijos

Kupiškio Povilo Matulionio progimnazijos penktokų triumfas Zagrebe

Į viršų