Реабилитация инвалидов — это не только медицинская, но и сложная человеческая и профессиональная задача. Она тесно связана с возвращением людей к полноценной жизни после травм, заболеваний или врождённых особенностей. В данном процессе реабилитация выступает как мост, соединяющий медицинскую науку и повседневную жизнь пациентов, возвращая им независимость и уверенность, способствуя повышению качества процесса жизнедеятельности.
Прогресс в области робототехники открыл новую эру в этой нелёгкой задаче. Сегодня роботы не просто машины; они становятся интеллектуальными партнёрами в процессе восстановления, способными адаптироваться к потребностям каждого индивидуума. Такое переосмысление роли технологий в реабилитации открывает новые горизонты и создаёт возможности, о которых раньше можно было только мечтать.
В этой статье мы погрузимся в мир, где наука и технологии переплетаются с человеческими усилиями, чтобы преодолеть физические ограничения. Мы рассмотрим, как робототехника преобразует подходы к реабилитации, облегчает процесс восстановления и порождает надежду в жизни тысяч людей. От инновационных протезов до экзоскелетов и виртуальной реальности — мы исследуем, как технологии изменяют восстановление после травм и болезней, делая данный процесс более эффективным, доступным и персонализированным.
Присоединяйтесь к нам в этом увлекательном научном путешествии по прошлому и будущему медицинской робототехники, где каждое новое открытие не просто шаг вперёд в науке, но и шаг навстречу к лучшей (более инклюзивной) жизни для всех.
Исторический аспект: от первых шагов к современным достижениям
Как робототехника вошла в медицину?
История применения робототехники в медицине и реабилитации началась в середине XX века, эпохи, когда идеи о роботах преимущественно принадлежали сфере научной фантастики. Однако с течением времени то, что казалось фантастическим, становилось реальностью, благодаря научному прогрессу и сопутствующим усилиям миллионов людей.
Первые шаги в медицинской робототехнике
Ранние эксперименты в медицинской робототехнике были сосредоточены на создании простых механических устройств, которые могли бы помогать в выполнении повседневных задач, таких как поднятие и перемещение предметов. Примером подобных разработок служит манипулятор PUMA 560, использованный в 1985 году для проведения нейрохирургических операций. Это был один из первых случаев, когда робот применялся при реальном хирургическом вмешательстве, демонстрируя потенциал робототехники в медицине.
Развитие роботизированных протезов
К концу XX века, с развитием микроэлектроники и материаловедения, началось создание более сложных устройств, таких как роботизированные протезы. Одним из примеров является LUKE Arm, протез руки, разработанный с поддержкой DARPA, который позволял пользователю выполнять сложные движения, такие как удержание яйца или использование ключей.
Примечание: DARPA (Агентство перспективных исследовательских проектов обороны США) — это одно из оборонных ведомств США, которое занимается разработкой новых технологий для использования военными. Основанное в 1958 году, DARPA играет ключевую роль в разработке инновационных и часто революционных технологий, включая интернет, GPS и автономные системы. Агентство фокусируется на передовых, часто высокорискованных исследованиях с потенциалом обеспечить значительные технологические прорывы.
С переходом в XXI век эра инноваций в робототехнике достигла нового уровня. Развитие компьютерных технологий, искусственного интеллекта и передовых материалов открыло двери для создания интегрированных систем, способных имитировать и даже улучшать человеческие движения.
Экзоскелеты стали одним из самых заметных примеров технологического прогресса в области реабилитации лиц с ограниченными возможностями здоровья. Например, экзоскелет HAL (Hybrid Assistive Limb), разработанный в Японии, использовался для помощи пациентам в восстановлении после травм головного и спинного мозга.
Экзоскелет позволяет людям, которые потеряли способность к самостоятельному передвижению, вновь вставать и ходить.
В том числе существуют такие протезы, как бионическая рука BeBionic, оснащённые множеством датчиков и микропроцессоров, которые предоставляют пользователям возможность выполнять сложные и точные движения, сравнимые с естественными движениями человеческой руки.
Такой бурный рост в области медицинской робототехники невозможен без вклада учёных и инженеров со всего мира. Ведущие исследователи и инноваторы, такие как Хью Герр из MIT, который работал над развитием бионических конечностей, внесли значительный вклад в область роботизированных протезов.
Примечание: MIT (Массачусетский технологический институт) — частный исследовательский университет в Кембридже, штат Массачусетс, США. Основанный в 1861 году, MIT известен сильным акцентом на научных, технологических и инженерных исследованиях, а также вкладом в области экономики, лингвистики, политической науки и философии. Университет является одним из ведущих мировых учебных заведений, известных инновациями, передовыми исследованиями и выдающимися учёными.
Хью Герр давно стал выдающейся фигурой в области биомеханики и лидером в разработке бионических протезов. Его работа оказала значительное влияние на мир медицинской робототехники и протезирования. Жизненный путь Хью Герра необычаен. В юности он был активным альпинистом, но в 17 лет потерял обе ноги из-за обморожения после неудачной альпинистской экспедиции, что стало поворотным моментом в его жизни и определило будущее профессиональное направление. Вместо того чтобы сдаться, Герр обратил своё внимание и жизненную энергию на проектирование и создание протезов.
В то же время существуют и другие крупные команды, работающие над экзоскелетами, например, проект ReWalk, усилия которого помогли многим людям реабилитироваться после травмы спинного мозга и позволили вновь ходить.
Проект ReWalk представляет собой революционную систему экзоскелета, предназначенную для помощи людям с параличом нижних конечностей в восстановлении способности ходить. То есть ReWalk — это носимый роботизированный экзоскелет, который активируется и управляется движениями тела пользователя. Его ключевыми аспектами является: использование набора датчиков движения и изменения в центре тяжести человека для инициации шага. С помощью этого пользователь контролирует движения экзоскелета через изменения своей позы и перемещения центра тяжести. Также экзоскелет оснащён батареей и комплексной электронной системой, которая координирует движения. ReWalk позволяет пользователям сидеть, стоять, ходить и даже подниматься по лестницам.
ReWalk был разработан израильским инженером Амитом Гофером, который сам оказался в инвалидном кресле после аварии. Мотивация Гофера заключалась в создании системы, способной предоставить людям с параличом возможность вновь ходить.
Рисунок 9. Амит Гоферр, создатель проекта ReWalk
Виртуальная реальность и дополненная реальность: новые горизонты в реабилитации
В последние годы виртуальная (VR) и дополненная реальность (AR) стали ключевыми технологиями в реабилитации инвалидов. Данные технологии предоставляют новые возможности для терапии, улучшая мотивацию пациентов и обеспечивая более индивидуальный подход к процессу восстановления.
VR использует компьютерные технологии для создания симулированной среды, которая полностью погружает пользователя в искусственный мир. В реабилитации VR применяется для создания контролируемых и безопасных условий, в которых пациенты могут выполнять упражнения и тренироваться.
В том числе VR-системы, такие как Neofect, предлагают игры и задачи, направленные на улучшение моторики рук и пальцев у пациентов, перенёсших инсульт.
Дополненная Реальность (AR)
Технология AR обеспечивает интерактивный опыт, налагая виртуальные объекты на реальный мир. Это позволяет пациентам выполнять упражнения в более знакомой и комфортной обстановке, повышая их мотивацию, а также помогая изучать объекты, окружающие их.
Например, существуют AR-приложения, которые могут предоставлять визуальные подсказки и инструкции для выполнения повседневных задач, оказывая помощь незрячим и слабовидящим людям, а также людям с когнитивными нарушениями. Помимо этого, реализуется использование игр и задач в AR для тренировки когнитивных функций, в частности, памяти и внимания.
AR-технологии также используются для поддержки восстановления зрения и тренировки зрительного восприятия, особенно у пациентов, перенёсших травмы головы или операции на глазах.
Одним из конкретных и действующих примеров AR-приложений, которые предоставляют визуальные подсказки и инструкции для помощи людям с когнитивными нарушениями, является приложение «Aipoly Vision».
Aipoly Vision использует камеру смартфона для распознавания и описания окружающих объектов, помогая людям с нарушениями зрения или когнитивными ограничениями ориентироваться в пространстве. Также приложение способно озвучивать и описывать предметы, людей, цвета и даже тексты, которые видит камера, облегчая понимание окружающей среды для пользователя.
Приложения, подобные Aipoly Vision, оказывают значительную поддержку в повседневной жизни людей с различными нарушениями, улучшая способность к самостоятельной жизни и укрепляя их уверенность в себе. Они также могут использоваться в процессе реабилитации, помогая в восстановлении когнитивных функций и улучшении адаптации к повседневным задачам.
Таким образом, область робототехники и технологий в реабилитации инвалидов продолжает прогрессировать, открывая новые горизонты и возможности для улучшения качества жизни миллионов людей. Использование экзоскелетов, как в проекте ReWalk, бионических протезов, разработанных Хью Герром, и инновационных решений в области виртуальной и дополненной реальности (Aipoly Vision), демонстрирует поразительный потенциал современных технологий в трансформации подходов к реабилитации и восстановлению.
Данные технологии не только восстанавливают утраченные функции, но и вносят важный вклад в возвращение чувства независимости и самодостаточности пациентов, что является критически важным для их психологического благополучия и социальной интеграции. Инновационные методы реабилитации, объединяющие высокие технологии и индивидуальный подход, открывают новые возможности для людей, сталкивающихся с ограничениями подвижности и других физических возможностей.
Важно отметить, что за технологическими достижениями стоят годы упорного труда, исследований и разработок учёных, инженеров и медицинских специалистов. Их непрерывные усилия и посвящение себя делу улучшения жизни людей с ограниченными возможностями являются истинной движущей силой этих прорывов.
В перспективе продолжающиеся исследования и разработки в анализируемой области обещают ещё больше расширить границы возможного, предлагая новые, более эффективные и доступные решения для реабилитации. Это будет способствовать созданию более инклюзивного общества, где каждый человек имеет возможность вести активный и полноценный образ жизни, независимо от физических ограничений.
Фото: открытые источники.
Семён Семёнов
Специально для Агентства Особых Новостей (on24.media)