9 C
Šiauliai
2022 / 10 / 02

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

Ar jau skaitėte?

Skaitomiausi

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

 

spot_img
spot_img

Sekmadienio dieną pravers skėčiai

Sekmadienio dieną pravers skėčiai, nes per šalį praslinks atmosferos frontas su lietumi. Šiandien bus debesuota su pragiedruliais. Daug kur palis, vyraus trumpi lietūs, galima perkūnija. Vėjas pietinių krypčių, 5–10 m/s, vakariniame šalies pakraštyje iki 13...

Horoskopas spalio 2 dienai

AVINASŠiandien galite jausti stiprų poreikį kuo daugiau būti namuose. Puiku, jei iš tiesų galėsite sau tai leisti. Namai nuo to tik išloštų. Juk nesėdėtumėte rankų sudėję, ar ne? JAUTISPats laikas daug ką išsiaiškinti ir sudėti...

Slidinėjimo entuziastai pradeda planuoti žiemos atostogas

Likus keliems mėnesiams iki oficialaus žiemos starto, daugelis slidinėjimo entuziastų jau dairosi į kalnus. Slidinėjimas – pagrindinė šaltųjų metų mėnesių atostogų veikla, tapusi ne tik šeimų, bet ir draugų ar kolegų, nusprendusių pasimėgauti sniegu...

Lietuvos zoologijos sodo renovacijos užkulisiai per padidinamąjį stiklą

Vis daugiau uždangos atitraukiama nuo Lietuvos zoologijos sodo renovacijos. Rudenį pasitinkame su dar didesniu nuveiktų renovacijos darbų bagažu. Kas prieš kelis metus atrodė tik pažadai, šiandien — įgyvendintina projekto dalis. Šiandien praversime Lietuvos zoologijos...

Depresija Lietuvoje ‒ sergančiųjų kasmet daugėja ir ateityje daugės

Kasmet depresija Lietuvoje diagnozuojama daugiau nei pusei šimto tūkstančių gyventojų. Pernai tokią diagnozę išgirdo 65 879 žmonės. Spalio 1 d. Europoje minima depresijos diena – apie šios ligos gydymą, ryšį su pandemija ir karu...

Savaitgaliui – egzotiškosios anonos: ruoškite salsą, veganiškus kepsnelius, krembriulė

Šviežių anonų derlius jau pasiekė parduotuvių lentynas. Anonos išsiskiria savo saldumu ir tropiniams vaisiams būdingu saldžiai gaiviu skoniu. Šį vaisių skanauti galima ne tik vieną. Jis puikiai dera ruošiant įvairius patiekalus – nuo salsų...

Brangstanti elektra 64 proc. Lietuvos gyventojų privertė keisti jos vartojimo įpročius

Išaugusios elektros kainos paskatino Lietuvos gyventojus mažinti elektros vartojimą – jau pradėję taupyti elektrą teigia 6 iš 10-ties žmonių (64 proc.), rodo reprezentatyvi bendrovės „Spinter tyrimai“ apklausa. Gyventojų ir verslų taupymas jau atsispindi ir...

Paneigti mitai apie antrą pensijų pakopą: toks investavimas nebemažina „valstybinės“ pensijos

Antroje pakopoje pensiją kaupiantys ar besiruošiantys tai daryti žmonės neretai yra klaidinami mitų, galinčių nulemti nepagrįstai neigiamą nusistatymą prieš šį kaupimo būdą. „Luminor investicijų valdymas“ vadovė Loreta Načajienė apžvelgia labiausiai paplitusius klaidingus įsitikinimus ir...

Šiandien daug kur palis. Aukščiausia temperatūra 11–16 laipsnių šilumos

Šiandien daug kur, daugiausia Rytų Lietuvoje, palis. Vėjas pietinių krypčių, 4–9 m/s. Aukščiausia temperatūra 11–16, rytiniuose rajonuose kai kur 8–10 laipsnių šilumos. APIE PINIGUS SU VAIKAIS. Paprasti patarimai tėvams, kaip paruošti vaiką ateities pasauliui Spalio 2-os...

Horoskopai spalio 1 dienai

AVINASNeplanuotas brangus pirkinys gali pasirodyti labai vykęs sprendimas, bet verčiau nepasiduokite pagundai. Nesileiskite įkalbamas, galvokite savo galva. Kur jūsų pinigai, ten turi būti ir jūsų sprendimas. Kartais atsisakymas kuo nors dalytis visai priimtinas ir...

Tarptautinę mokytojų dieną bus iškilmingai apdovanoti Metų mokytojai

Spalio 5-ąją, Tarptautinės mokytojų dienos proga, Nacionalinėje Martyno Mažvydo bibliotekoje bus apdovanoti Metų mokytojai, įteikta Meilės Lukšienės premija ir Lituanistinio švietimo mokytojo (dėstytojo) premija. Motyvuojanti audioknyga „Tavo sėkmės medžioklė“ yra skirta Žmonėms, kurie savo darbe,...

Šiandien aukščiausia temperatūra 12–16 laipsnių šilumos, vyraus nedidelis lietus

Šiandien vietomis, didesnė tikimybė vakariniuose ir šiauriniuose rajonuose, trumpai palis, vyraus nedidelis lietus. Rytą vietomis rūkas. Aukščiausia temperatūra 12–16 laipsnių šilumos. KAIP ATSIKRATYTI NERIMO IR PRADĖTI GYVENTI. Laiko patikrinti būdai įveikti nerimą Spalio 1 d. vietomis,...

Horoskopai rugsėjo 30 dienai

AVINASKai visos priemonės jau išbandytos ir nepadėjo, gali išgelbėti paprasčiausias užsispyrimas. Kiek galite laikykitės laiko ir praktikos patikrintų veiklos metodų. Šiandien netinkamas metas eksperimentuoti. Motyvuojanti audioknyga „Tavo sėkmės medžioklė“ yra skirta Žmonėms, kurie savo darbe,...

Širdies ritmo sutrikimų galima ir nepajausti: kaip diagnozuojama gyvybei pavojinga sveikatos būklė?

Sutrikusio širdies ritmo – aritmijos – simptomus atpažįsta ne kiekvienas, kuris su tuo susiduria, todėl tik nedaugelis pacientų laiku kreipiasi į gydytojus ir pradeda gydymą. Vilniaus „Kardiolitos klinikų“ Kardiologijos centro gydytoja kardiologė Monika Kanaukė...
spot_img
spot_img
spot_img
spot_img
spot_img
spot_img
spot_img