Pirmadienis, 23 gegužės, 2022
spot_img
spot_img

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

 

Naujoji savaitė prasidės sausesniais orais ir šiltesniais orais

Naujoji savaitė prasidės sausesniais orais ir šiltesniais orais. Šiandien bus nepastoviai debesuota. Žymesnio lietaus nenumatoma. Vėjas besikeičiančios krypties, 5–10 m/s. Aukščiausia temepratūra 15–20 laipsnių šilumos. Gegužės 24 d. lietaus nenumatoma. Vėjas pietryčių, naktį 3–8 m/s, dieną...

Horoskopai gegužės 23 dienai

AVINASJūs pykstate ir norite atkeršyti. Ar verta? Ne visada laimi tas, kuris šneka garsiausiai ir ilgiausiai. Tyla kartais iš tiesų aukso verta. Saugokitės žmonių, nežiūrinčių į akis pokalbio metu. Su tokiais reikalų verčiau neturėti. JAUTISJus...

Šiandien Lietuvoje debesuota su pragiedruliais

Artimiausią parą ciklonas į daugelį rajonų atneš lietaus, šilumos skirtingiems regionams teks nevienodai. Šiandien Lietuvoje debesuota su pragiedruliais. Daug kur trumpi lietūs, kai kur smarkūs. Vietomis griaudės perkūnija. Vėjas pietvakarių, vakarų, 7–12 m/s, per perkūniją...

Horoskopai gegužės 20 dienai

AVINASŠiandien gali netikėtai prasiveržti ilgai slopinti jausmai. Pabandykite juos sutvardyti, kad neįskaudintumėte jus supančių žmonių. Visai neverta susigadinti sau ir kitiems nuotaiką prieš savaitgalį. JAUTISJums labai praverstų šiek tiek ramybės. Jei sugebėsite šiandien nesiblaškyti, nesistengti...

Negalavimai pavasarį įspėja ne tik apie organizmo nusilpimą, bet ir apie nediagnozuotas ligas

Atsiradęs nuovargis, jėgų ir energijos stoka, didesnis mieguistumas ryte, nuotaikų svyravimai, nestabilus kraujospūdis, stipriau slenkantys plaukai, išsausėjusi oda ir pasikartojančios virusinės infekcijos – dažniausi nusiskundimai, kuriuos atėjus pavasariui įvardija pacientai. Radviliškio „MediCA klinika“ šeimos...

Hipertenzija – liga, varginanti vis jaunesnio amžiaus žmones: kokie žalingi įpročiai didina grėsmę susirgti?

Aukštas kraujospūdis – vienas dažniausių Lietuvos gyventojus varginančių sveikatos sutrikimų. Gegužės 17-ąją, minint Pasaulinę hipertenzijos dieną, siekiama atkreipti ne tik ja sergančių, bet ir sveikų žmonių dėmesį – laikantis kelių paprastų kasdienių taisyklių, šios...

Po šaltokos nakties plūstelės vasariška šiluma

Po šaltokos nakties plūstelės vasariška šiluma. Gegužės 19-os dieną vietomis, daugiausia šiauriniuose rajonuose, trumpai palis, galima perkūnija. Vėjas pietvakarių, vakarų, 6–11 m/s. Temperatūra 19–24, pajūryje ir šiaurės rytiniame šalies pakraštyje 16–18 laipsnių šilumos. Gegužės 20 d....

Horoskopai gegužės 19 dienai

AVINASBūkite geranoriškas, gal net geraširdis, bet ne kvailys. Bent pats sau pasistenkite išsiaiškinti skirtumus tarp įmanomo ir neįmanomo. Jūsų akys šiandien linkusios būti didesnės už pilvą, tad neapsižiokite per daug. JAUTISNeverta sėdėti vienumoje ir gromuluoti...

Pietūs parke: kokius užkandžius su savimi pasiimti į gamtą pataria kulinarijos technologė (receptas)

Vis labiau džiuginant šiltiems ir saulėtiems orams norisi kuo daugiau laiko praleisti lauke. Anot „Rimi“ kulinarijos technologės Linos Barčaitės, puikiu oru vertėtų mėgautis ne tik vaikštant gamtoje, bet ir ten leidžiant savo pietų pertraukas....

Barzdą irgi reikia prižiūrėti: kokias taisykles pravartu žinoti kiekvienam barzdočiui?

Skaitmeninėje erdvėje gausų moteriškas ir vyriškas grožio priemones lyginti bandančių nuotraukų: ji grožio priemonių turi daugiau nei galėtų suskaičiuoti, jam kasdien pakanka tik muilo ir vandens. Tačiau realybėje, kiekvieno vyro kosmetinėje produktų turėtų būti...

Šiandien Lietuvoje bus saulėta ir sausa

Artimiausiomis naktimis kandžiosis šalnos, tačiau dienos bus malonios. Šiandien Lietuvoje bus saulėta ir sausa. Vėjas šiaurės vakarų, pereinantis į vakarų, 5–10 m/s. Aukščiausia temperatūra 14–19, pajūryje 11–13 laipsnių šilumos. Gegužės 19-os rytą ir dieną kai kur...

Horoskopai gegužės 18 dienai

AVINASTesisaugo varžovai - šiandien jus įveikti bus kur kas sunkiau nei vakar! Beje, verta turėti ir atsarginį išėjimą nesėkmingai susiklosčius aplinkybėms. Tarnyboje gali kilti nesusipratimų ar net konfliktų dėl darbo trukmės, terminų ar kitų...

Kauno policija ieško nemažą pinigų sumą pametusio žmogaus

Šią istoriją būtų galima vadinti laiminga, jei pareigūnams pavyktų surasti pamestų pinigų savininką ir jam juos grąžinti. Jau savaitė, kaip Kauno apskrities vyriausiojo policijos komisariato (toliau – Kauno apskr. VPK) Kauno miesto Nemuno policijos komisariato...

Maroke gyvenusi drabužių dizainerė į lietuvaičių spintas įneša ryškius atspalvius

Dešimtmetį saulėtame Maroke praleidusi drabužių dizainerė Greta Jaraitė tvirtina, jog rytietiškame krašte požiūris į mada yra itin svarbus, mat šioje šalyje didelį vaidmenį atlieka tekstilės pramonė. Dizainerė teigia, jog būtent tai ją ir paskatino...