Šiaulių.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

ŠIAULIAI – Baigti darbai Vilniaus gatvės atkarpoje: įrengtos dvi žiedinės sankryžos, atnaujinta infrastruktūra

aktualijos

ŠIAULIAI – Paskelbtas oro pavojus patikrino pasirengimą

NAUJIENOS

Šiauliuose: Purienų g., Šiaulių m. ir r. PK kieme, pristačius už viešosios tvarkos pažeidimą vyrą, pastarasis nevykdė teisėtų…

7sek.ltNaujienos per 7 sekundes
Visos naujienos →

Šiauliai

aktualijos

ŠIAULIAI – Šiauliuose antrus metus veiklą pradėjo Ekonominio ir finansinio raštingumo akademija

Trumpi vaizdo įrašai

aktualijos

ŠIAULIAI – Sutvirtinti Vijolės upelio krantai – tvarkingesnė ir atsparesnė aplinka

Maistas

Ekologiški pieno produktai: ką iš tiesų reiškia šis pasirinkimas?

NAUJIENOS

Šiauliuose: Gegužių g., namuose, vyras, smurtavo prieš mažametę

aktualijos

ŠIAULIAI – 100-metė šiaulietė sukaktį minėjo artimųjų bei kaimynų apsuptyje

Šiaulių miesto savivaldybėNaujausia savivaldybės informacija
Visos naujienos →

Šiauliai

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

Šiauliuose: Birutės g., parduotuvės darbuotoja, iš parduotuvės pavogė įvairių loterijos bilietų. Turtinė žala – 225 Eur.…

aktualijos

ŠIAULIAI – Kviečiame į Nacionalinį aplinkosaugos egzaminą!

NAUJIENOS

Šiauliuose: Sumušė nepažįstami asmenys

aktualijos

ŠIAULIAI – Šiaulių miesto tarybos posėdyje – ypatinga dovana miesto 790-mečiui

aktualijos

ŠIAULIAI – Šiauliuose šimtus naujų darbo vietų planuojanti „Airhub Aviation“ subūrė regiono technikos specialistus

Aktualijos

NAUJIENOS

Šiauliuose: Pavogtas vyrui, priklausantis elektrinis dviratis

aktualijos

ŠIAULIAI – Šiauliuose jau trečią kartą sužaliavo pirmokų medeliai

NAUJIENOS

Šiauliuose: Aušros al. g., viešoje vietoje, prieš nepilnametę, smurtavo nepažįstama mergina. Nukentėjusioji gydoma ligoninėje.…

Verslas

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

aktualijos

ŠIAULIAI – 80 metų – vienas pasakojimas: Šiaulių kultūros centro istorija atgijo scenoje

NAUJIENOS

Šiaulių r.: Pavogtas rotacinis rekuperatorius, du praustuvo maišytuvai ir du unitazai

aktualijos

ŠIAULIAI – Nemokama paskaita „72 valandos: žinok, pasiruošk, veik“

Krašto žmonės

aktualijos

ŠIAULIAI – Aštuoni dešimtmečiai kultūros: Šiaulių kultūros centras kviečia į jubiliejų

NAUJIENOS

Šiauliuose: Įsibrovus į statybinį konteinerį, iš jo pavogti darbo įrankiai

aktualijos

ŠIAULIAI – Kviečiame teikti paraiškas Studijų paramai gauti

NAUJIENOS

Šiaulių r.: Pavogti metalo lakštai

aktualijos

ŠIAULIAI – Rėkyvoje tęsiamas kompleksinis šilumos tiekimo infrastruktūros atnaujinimas: modernizuojama katilinė

Maistas

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

NAUJIENOS

Šiauliuose: Pavogtas laikrodis ir kompiuteris

Sportas ir renginiai

NAUJIENOS

Šiauliuose: A. Mickevičiaus g., namuose, vyras, smurtavo prieš moterį, Nukentėjusiąją medikai apžiūrėjo įvykio vietoje, į gydymo…

aktualijos

ŠIAULIAI – Spalis Šiauliuose – Savivaldos mėnuo

aktualijos

ŠIAULIAI – Šiaulių miesto savivaldybė pelnė Socialiai atsakingų pirkimų ambasadoriaus vardą

Statybos

Vis daugiau lietuvių gyvena po vieną: kokių klaidų vengti įsirengiant mažą butą?

Verslas

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

aktualijos

ŠIAULIAI – Tarptautinis gastronomijos leidinys „Falstaff“ įvertino Šiauliuose veikiantį restoraną „Avenue Brasserie“

aktualijos

ŠIAULIAI – Kaip pradedamas centralizuotas šildymas?

NAUJIENOS

Aplinkosaugininkai rudenį tęs ežerų ir tvenkinių taršos kontrolės reidus

NAUJIENOS

Darbdaviams vyresni darbuotojai tampa vis didesne vertybe

aktualijos

ŠIAULIAI – Baigti darbai Vilniaus gatvės atkarpoje: įrengtos dvi žiedinės sankryžos, atnaujinta infrastruktūra

Į viršų