В Институте искусственного интеллекта Российского технологического университета (РТУ МИРЭА) приступили к разработке перспективного экзопротеза предплечья и кисти человека. Как рассказал Metro старший преподаватель кафедры биокибернетических систем и технологий Алексей Кириченко, эта работа займёт около четырёх лет.
По словам разработчика, клиническая практика показала, что представленные на рынке протезы, даже высокотехнологичные, зачастую не удовлетворяют пациентов и выполняют больше эстетическую роль.
– Современные протезы воспроизводят только внешнюю похожесть. Они не выполняют те же функции, что и кисть человека. Не могут завязать, например, шнурок, написать что-то на бумаге. А мы поставили перед собой задачу воспроизвести как можно больше функций движения, – рассказал Кириченко.
Учёный пояснил: поняв, что современные электромеханические протезы не обеспечивают полноту и согласованность движений всеми пальцами и кистью, в институте решили сконструировать протез на основе реального скелета человека.
– Мы его конструктивно повторим. Возьмём сохранившуюся конечность и отзеркалим её. Затем напечатаем косточки, полностью воспроизведём мышцы и межфаланговые соединения – так мы получим искусственный скелет. Сейчас при протезировании варианты движения сильно ограниченны и осуществляются в одной плоскости, так как большее многообразие требует довольно сложного управления. Если сравнить движения человека и робота, будет заметно ограничение движений последнего.
Александр Кириченко сообщил, что достичь результата поможет нейросеть, которую также создали в институте.
– Мы "прикрутим" её к скелету, которым будут управлять 36 моторчиков – столько же, сколько и мышц, управляющих кистью. Будем обучать их с помощью нейросети, – пояснил учёный.
В концепции "Антропоморфная робототехническая система – донор протезируемых сегментов", которая легла в основу создания протеза, будут использованы наработки нейрофизиологов, обучающих пациентов с временными расстройствами моторики кисти и предплечья. На основе разработок также будет создан интерфейс обратной связи двухуровневой нейросетевой архитектуры, который будет выполнять роль зеркальных нейронов головного мозга человека.
Маргарита Грачёва, которой муж отрубил кисти, носит протез – другая рука у неё пришита и не слишком функциональна. Она обрадовалась, что может появиться протез, способный решать вопросы мелкой моторики. Однако не спешит впадать в эйфорию:
– Я рада, что появляются новые технологии – бионические протезы сейчас действительно очень ограничены в движениях, – рассказала Metro Грачёва. – У меня, например, в протезе 8 хватов, а у человеческой руки – больше ста. Протезы, способные выполнять сложные манипуляции, особенно нужны тем, у кого парная ампутация, или ампутирована одна рука, а другая малоподвижна. Выполнять современными протезами мелкую моторику сложно – не получается вставить нитку в иголку, застегнуть пуговицу, постричь ногти ребёнку. Но если есть здоровая рука, то это – в общем-то – выполнимо.