MODESTA.tech

Изначально, ещё в 2021 году, наша команда начинала разработку протеза, похожего на руку человека.
Такое изделие может быть отличным косметическим вариантом для внешнего вида (за счёт пяти пальцев), но возник вопрос:
"Что оно может конкретно дать пользователю, при использовании в быту?".

Эффективность хвата, прочность и его сила – относительно низкие, поэтому, в решении бытовых задач, данные протезы практически не применимы. Опытным путём, мы пришли к роботизированному захвату и созданию сильного и стильного протеза, который точно будет выделяться и станет полезным для широкого спектра задач, таких как:

- удержание тонких предметов (нож, ложка, ручка, щётка, карточка, лист бумаги и т.д.);

- захват бутылки (1,5 л.), кружки и др.

Такое решение даёт большую свободу движения, что способствует повышению удобства в использовании.

Почему усложняется производственный процесс создания антропоморфных изделий (похожих на человеческую руку)?
1.) Механика пятипалого протеза, сила сжатия, прочность и хват не позволяют использовать его в качестве повседневного помощника (микродвигатели, занимающие до 60% от общей стоимости ТСР, часто выходят из строя в первую очередь);
2.) Отсутствие обратной связи не даёт тактильных ощущений, поэтому пользователю сложно привыкнуть к протезу. Недоступность точной информации о силе захвата приводит к трудностям при взаимодействии с хрупкими предметами.
Только в 5% случаев пользователь выполняет рекомендации специалистов. На основании имеющегося опыта создания прототипов и испытаний пятипалых изделий, мы наблюдаем, как каждая вышеприведённая проблема отражает недостаточную эффективность протезов, в результате которой, пользователь отказывается носить его каждый день. Часто изделие становится лишь “красивым” прикрытием травмы. Как же прийти к естественной мотивации учиться носить протез?

Итак, протестировав пятипалые прототипы, мы пришли к пониманию, что эти протезы не полностью закрывают базовый функционал (простые действия в быту и жизни), и начали разработку изделия, направленного на решение ежедневных задач пользователя. Какое преимущество мы нашли?
Простой и надёжный механизм с обратной связью и индивидуальном подходе в реабилитации (восстановлении после травмы) и абилитации (освоения протеза), в том числе с помощью программного обеспечения.

Проблемы, существующие на рынке, решаем за счёт:
1.) Сильной механики кисти, без дефицитных микродвигателей, интуитивным управлением, одним, но многофункциональным хватом и возможностью оперативной замены кисти;
2.) Использования вибротактильной обратной связи, чтобы пользователь смог получить базовые ощущения (например – различать наличие в кисти протеза, предмет и его физическое состояние);
3.) Разработки IT-платформы, чтобы наладить индивидуальный подход создания программы, реабилитации и абилитации пациента, возможности наблюдать за процессом обучения (для юных пользователей в игровой форме и c последующим вознаграждением).
Всё это позволяет контролировать движения кисти, от прикосновения до крепкого сжатия, что помогает в обеспечении точности и комфорта при использовании изделия в повседневной жизни.

Осваиваем токарное ремесло и делаем втулки, оси, шайбы для изделия.
Большинство внутренних узлов прототипа делаем самостоятельно.

⚡В начале марта, мы закончили первую версию протеза.

В видео можно посмотреть первые испытания с низкими температурами.

Косметические

Главное предназначение этого протеза — визуальная замена утраченной конечности. Он имитирует естественную руку, но его функциональные возможности ограничены. Косметические протезы созданы для улучшения внешнего вида. Для этого, в некоторых компаниях работают скульпторы и художники, которые создают протезы, максимально похожие на руку. В России не так много предприятий, которые имеют своё производство косметических протезов и оболочек. На сегодняшний день существуют компании которые создают косметические (пассивные) протезы без оболочки имитирующей кожу человека, такие протезы больше похожи на футуристическую руку робота, но не имеющие электронной начинки. Получая такой протез не всегда стоит рассчитывать на удобство хождения с ним. Косметические протезы чаще всего тяжёлые и не выполняют достаточной полезной функции в быту, на работе и в других условиях, где требуется активное взаимодействие с окружающим миром.

Протезы с управлением от тела человека

Такие протезы ещё называют тяговым/функциональным. Этот протез полностью управляется человеком без использования электроники. Он позволяет удерживать различные предметы с помощью искусственной кисти. Тяговый протез оснащен механическими тросиками, которые позволяют сжимать и разжимать кисть. Данные протезы могут быть изготовлены для различных видов ампутаций. Протез "МОДЕСТА 1.0", разработанный в нашей компании, является наиболее совершенным и функционально активным, тяговым протезом с “захватом” вместо кисти копирующий руку человека. Качество изделия определяется раскрытием пальцев, силой хвата и легкостью открытия.

Биоэлектрические

Биоэлектрические протезы или протезы с внешним источником энергии, используют энергию от аккумуляторной батареи и электрических двигателей, которые управляются электрическими сигналами от кожи пациента (датчиков ЭМГ). Самые современные модели характеризуются внешним видом копирующими руку человека, со средней силой и низкой скоростью выполнения движений, а также некоторые модели обладают несколькими сменными видами хватов. Есть возможность дополнить такой протез особыми сенсорными датчиками (тензодатчики), которые регулируют силу сжатия объекта, позволяя удерживать, как пластиковый стаканчик, так и, например, куриное яйцо. Компания modesta.tech на данный момент только разрабатывает протезы с внешним источником энергии, включая те, которые предназначены для замещения утраченных конечностей.

Детское протезирование

Детское протезирование имеет огромное значение, поскольку позволяет детям с физическими отклонениями развиваться и принимать активное участие в повседневной жизни. Вот несколько примеров значимости детского протезирования:

1. Физическое развитие: протезы способствуют развитию двигательных навыков и улучшению координации движений у детей;

2. Социальная адаптация: использование протеза может способствовать легкой адаптации детей в школе и других социальных средах;

3. Психомоторное развитие: протезы, особенно игрового характера, могут стимулировать развитие моторики и воображения у детей;

4. Повседневная активность: дети могут участвовать в различных занятиях и играх, что содействует полноценному развитию личности. Протезирование рекомендуется начинать с очень малого возраста от 3 до 7 месяцев. Дети подготовлены к использованию протезов для верхних конечностей, когда начинают сидеть и активно пользоваться обеими руками. Преимущества раннего протезирования заключаются в формировании привычки, расширении диапазона движений в суставах поврежденной руки и симметричном развитии мышц верхнего плечевого пояса. Чем раньше ребенок начинает использовать протез, тем короче период адаптации, и тем вероятнее он будет постоянно им пользоваться в будущем.

На дворе было лето, гараж оказался комфортным местом для того чтобы зависать там сутками.

Первыми продуктами стали болт и гайка – достаточно интересный опыт для старта, но ничего более, для тестовой печати принтера, руководство по эксплуатации нам не предложило.))

А тем временем, у меня уже зрела мечта создавать продвинутые протезы. Александр, чётко понимая уровень протезирования в России (бабушка Александра пользовалась протезом ноги), полностью поддержал этот вектор.

В сентябре уже становилось прохладно, и уютная атмосфера в гараже стала гаснуть.

Веря, что всё обязательно получится, мы перевезли демо-лабораторию в офисное помещение и начали работать над задумкой.

Первым делом, стали искать информацию в интернете. Материала по теме оказалось не так много и, в основном, это были статьи ещё с советских времен. Однако, благодаря глобальной сети, мы обнаружили множество, на первый взгляд, интересных проектов с открытым исходным кодом и решили их воспроизвести.

Перепечатали кучу проектов и оказалось, что данные решения не обеспечивают эффективную двигательную функциональность, а также, к сожалению, не отличаются надёжностью.

И вот, начинается самое интересное – создание собственных прототипов.

Опыта в этом не было никакого, максимум – в студенчестве, на парах, нарисовать чертёж в «компасе», поэтому я привлёк к работе знакомого парня, который умел создавать сложные 3D модели, к тому же он постоянно практиковался в университете.

Моделировать нужно было очень много, а денег это не приносило. Спустя пару недель, знакомый вышел из проекта за отсутствием мотивации. Недостаток опыта в моделировании привёл нас к проблемам, но дал нам осознание необходимости решения этих сложных задач через самообучение.

Таким образом, спустя три месяца экспериментов, мы обнаружили себя наедине с четырьмя 3D-принтерами (два из которых были в рассрочке), с небольшим полученным опытом в печати, а так же со всеми вытекающими проблемами в моделировании и без навыков для их решения.

Продолжение следует…

P.S. Кому интересно – смотрите видео из того самого гаража.

Вместе, с сегодняшним постом вышла первая часть видео