Lokomat: робот учит ходить парализованных людей

11 лет назад швейцарский инженер взялся за дело, в которое никто не поверил. Он задумал робота, который помогал бы людям с повреждениями позвоночника учиться снова ходить. В этом году изобретатель получил швейцарский приз Ernst & Young.

Прежде всего, нужно сказать о людях, которым уже помогла, помогает сейчас и может помочь эта машина.

Это пациенты, ноги которых парализованы, но повреждения позвоночника (или иные нарушения, например в мозге), не настолько серьёзны, чтобы врачи могли уверенно сказать — этот человек никогда больше не пойдёт.

 

 

Частично парализованные люди, жертвы апоплексического удара, инсульта, имеют большой шанс вновь научится ходить. Что для этого нужно сделать? Разрабатывать их ноги.

Это не просто массаж. Это утомительная работа. Врачи (а их в таком случае требуется двое) руками заставляют ноги пациента "ходить", пока самого человека поддерживает какая-нибудь тележка.

Эффект достигается многократный. Это и улучшение кровообращения, повышение тонуса мышц. Но главное — ноги посылают в мозг нервные импульсы, которые стимулируют незатронутые ударом участки коры, в результате чего те постепенно учатся управлять ногами сами.

Только вот прогресс при такой терапии очень и очень медленный. Врач устаёт намного раньше пациента.

Так было до 2001 года, когда появился первый Lokomat — робот от швейцарской компании Hocoma.

Доктор наблюдает, как его подопечный вновь учится ходить (фото с сайта hocoma.ch).

Изобретатель робота и основатель компании — инженер электронщик Джери Коломбо (Gery Colombo).

11 лет назад ему пришла в голову мысль — как можно ускорить восстановление парализованных пациентов. Нужно, чтобы их ногами "ходил" специальный манипулятор, подстраиваемый индивидуально под каждого человека и управляемый компьютером.

Интересно, что тогда в затею Джери практически никто не поверил. Он с большим трудом набрал средства на начало исследований. А в 1996 году основал свою компанию, которая теперь и выпускает эти удивительные машины.

Они состоят из беговой дорожки, над которой пациент "зависает" в системе ремней, напоминающих парашютные. И, собственно, робота, который подвешивается на системе рычагов и пружин.

Нагрузка на ноги пациента в вертикальном направлении регулируется системой противовесов. Каждая нога человека закрепляется в "ноге" робота посредством застёжек-липучек.

Геометрические параметры механических ног точно подстраиваются под размеры ног человека. Кстати, конструкция машины такова, что врач может закреплять в установке пациента и вновь усаживать его в инвалидную коляску — в одиночку.

Самое интересное, что "ноги" машины не просто качаются взад-вперёд. Компьютер, управляющий электродвигателями робота, имитирует естественную походку, у которой может регулироваться не только скорость, но и стиль.

Бег же дорожки также синхронизируется с походкой робота.

Нужно сказать, что в мире есть ещё машины, напоминающие Lokomat. Однако, в отличие от соперников, швейцарский робот измеряет степень собственного напряжения мышц пациента, когда оно начинает проявляться.

Это позволяет пропорционально снижать участие робота в движении, ускоряя тем самым выздоровление.

При этом ход этой самой автоматической ходьбы врач контролирует на экране монитора, где показывается куча параметров — скорости, углы поворота бёдер и голеней, их ускорения…

Робот крупным планом. "Ноги" подвешиваются на системе рычагов и пружин, и врачу легко подстроить машину по высоте (фото с сайта hocoma.ch).

Заметим, когда первые машины начали показывать, на что способны — Коломбо удалось убедить инвесторов вкладывать деньги в проект. А клиники — покупать новинку. А она недёшева — $250 тысяч. Такие деньги медики не привыкли отдавать за "всего-навсего" физиотерапевтическое оборудование.

Но Джери убедил своих клиентов, что экономия штатных единиц (требуется один физиотерапевт вместо двух) — стоит того.

Начав практически с нуля и занимая деньги под обещания феноменальной разработки, Коломбо пришёл на своих робототехнических ногах к прибыльному бизнесу (это в такой-то специфической области) и титулу "Бизнесмен года 2004" в Швейцарии от Ernst & Young prize.

14 роботов-ног Lokomat работают сейчас в США, ещё несколько — в Европе.

Некоторые терапевты отмечают недостатки машины (например, что максимальная скорость ограничена 3,2 километра в час; что висящий в ремнях человек через некоторое время начинает лениться, в то время, как от него требуется усилие воли, чтобы пробудить ноги). Инженер в ответ продолжает совершенствовать своё изобретение.

Походка, которую задаёт компьютер, максимально близка к естественной (фото с сайта hocoma.ch).

Но главное, что даже в таком виде робот уже помог множеству людей, которые после, порой, долгих лет сидения в инвалидной коляске, действительно научились самостоятельно ходить, пусть с трудом и на очень короткие расстояния.

Более того, известны случаи, когда за терапию на машине Lokomat платили пациенты, у которых не было и нет шансов на восстановление.

Почему? Одна из таких больных, американка Петра Доклэдаль (Petra Dokladal), жертва автокатастрофы, говорит: "Это подстёгивает мой метаболизм, приносит чувство приятной усталости. И я получаю большой эмоциональный импульс, когда вижу в зеркале себя — ходящей".

Наверное, это признание — лучшая похвала инженеру, который на свой страх и риск взялся когда-то за дело, в которое никто не поверил.

Статья получена: Membrana.ru