Илья Муромец XXI века: экзоскелет из ННГУ
Экзоскелетонный роботизированный комплекс ЭРК-Б1 «Илья Муромец» на выставке-форуме ВУЗПРОЭКСПО-2015 представил руководитель разработки Сергей Минеев
Разработка была представлена в начале декабря минувшего года на выставке-форуме ВУЗПРОМЭКСПО-2015. «Экзоскелетоный комплекс предназначен для людей с ограниченными возможностями функционирования нижних конечностей, а также для тех, кто полностью утратил полностью эту способность. И они могут ходить, поскольку не человек удерживает конструкцию, а она удерживает человека», — пояснил руководитель разработки, доцент кафедры ИТФИ физфака ННГУ Сергей Минеев.
Предусмотрены разные варианты управления экзоскелетом, в частности, так называемый автоматический режим, когда параметры (высота стопы, длина шага) задаются в систему через смартфон. «Дальше она несёт своего седока так же, как инвалидное кресло или мотоцикл, по заданному алгоритму, автоматически удерживая равновесие в саггитальной плоскости. Есть и ручной режим, когда конструкция управляется пальцами руки, силой, которая развивается в суставах. Таким образом, её можно поднять на произвольную высоту, сделать произвольное движение, то есть ходить по лестнице, перешагивать бордюры», — уточнил главный конструктор экзоскелетонного комплекса.
В настоящее время идёт отработка элементов комплекса — суставов, системы управления, датчиков и системы в целом. Затем начнутся клинические испытания в Нижегородском институте травматологии и ортопедии, с которым уже есть договорённость. Если они пройдут успешно, то уже в 2017 году можно ожидать начало серийного производства.
Преимущества разработки экзоскелетонного комплекса «Илья Муромец» по сравнению с аналогами, которых не так-то и много, проректор ННГУ по научной работе и инновациям Виктор Казанцев видит не только в системе управления экзоскелетом, позволяющей автоматически адаптировать его движения к небольшим неровностям, но и в нейроинтеграции — связи с человеком.
«Речь идёт о создании в недалёком будущем такой системы, когда пациент сможет не просто ходить в этом костюме, а будет его чувствовать и управлять им», — предрекает Виктор Казанцев.
Особенность проекта — его междисциплинарность. «Над ним работает несколько факультетов, целая команда людей с различной специализацией — физики, биологи, медики, инженеры», — сообщил проректор ННГУ. Строго говоря, для создания экзоскелетонного комплекса университет запустил несколько взаимосвязанных проектов, поддержанных Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы».
В одном из них, которым руководит Виктор Казанцев, создаются эффективные средства коммуникации человека и машины, позволяющие использовать интеллектуальные функции человека в задачах управления и координации исполнительными устройствами. Учёные разработали экспериментальный образец программно-аппаратного комплекса СРД-1, обеспечивающий регистрацию сигналов биоэлектрической активности человека и их интерпретацию в управляющие команды.
Промышленное производство экзоскелета, которое оценивается разработчиками примерно в 10 тысяч экземпляров в год, будет способствовать увеличению трудоспособности пациентов с нарушениями двигательных функций, снижению затрат на их обслуживание.
К разработке есть интерес и за рубежом. «На медицинской выставке в Дюссельдорфе к нам подходили американцы и сказали: если комплекс будет стоить 15 тысяч долларов, везите к нам пароходами!», — поделился Сергей Минеев, добавив, что стоимость производства и не превысит эту сумму. Тем более что все детали экзоскелетонноего комплекса — отечественные.
Результаты проектов, выполняемых исследователями ННГУ, также немаловажны для укрепления международных связей в таком актуальном научно-техническом направлении, как разработка человеко-машинных интерфейсов.