Мышцы, которые нужно надеть

Исследователи из ETH Zurich разработали носимый экзомускул из ткани - своего рода дополнительный мышечный слой. Он предназначен для того, чтобы дать людям с ограниченной подвижностью больше силы и выносливости в верхней части тела.

"У меня все больше и больше слабеют руки", - говорит Майкл Хагманн, которому в 2016 году был поставлен диагноз "бетлемская миопатия", редкое мышечное заболевание. Чтобы компенсировать недостаток мышечной силы в руках, Хагманн делает уклончивые движения в повседневной жизни, что, в свою очередь, приводит к неловкой осанке и напряжению. Мари Джоргаракис, бывшая докторантка Лаборатории сенсорно-двигательных систем в ETH Zurich, осознает эту проблему. "Сейчас в клиниках существует множество хороших терапевтических устройств. Но они часто очень дорогие и большие. Однако технических приспособлений, которые помогают пациентам непосредственно в повседневной жизни и которые они могут использовать для тренировок дома, гораздо меньше. Мы хотим устранить этот пробел", - говорит Джоргаракис.

Столько мощности, сколько необходимо

Эта идея привела к созданию Myoshirt - мягкого, носимого экзомускула для верхней части тела. Она состоит из своеобразного жилета с манжетами для верхней части рук и небольшой коробки, в которой находится вся технология, не требующаяся непосредственно на теле. Вот как это работает: интеллектуальный алгоритм с помощью датчиков в ткани распознает, какое движение хочет выполнить пользователь и какое усилие для этого требуется. Затем мотор укорачивает кабель, проходящий в ткани параллельно мышцам - своего рода искусственное сухожилие - и таким образом поддерживает движение. Поддержка всегда находится в гармонии с движением, выполняемым пользователем, и может быть настроена в соответствии с индивидуальными предпочтениями. Пользователь всегда контролирует ситуацию и может в любой момент переключить устройство.

Больше выносливости благодаря экзомускулам

Теперь исследователи впервые протестировали этот первый прототип в исследовании с участием 12 испытуемых - десяти здоровых людей, одного человека с мышечной слабостью (Майкл Хагманн) и одного человека с травмой спинного мозга. Результаты многообещающие: все участники смогли поднимать руки и/или предметы намного дольше благодаря экзомускулу. У здоровых участников время выносливости увеличилось примерно на треть, у участника с мышечной слабостью - на 60%, а испытуемый с травмой спинного мозга даже смог выполнять упражнения в три раза дольше. Их собственные мышцы были менее напряжены, и подавляющее большинство участников тестирования также нашли устройство интуитивно понятным в использовании.

Тестируйте и совершенствуйте вместе с теми, кого это касается  

Однако путь к созданию готового к продаже продукта еще долог: "На следующем этапе мы хотим протестировать наш прототип вне лаборатории, в естественной среде будущих пользователей, и использовать полученные результаты для дальнейшего совершенствования устройства", - говорит Мишель Ксилояннис, который также работает в Лаборатории сенсорно-двигательных систем при ETH Zurich и занимается исследованием Myoshirt. Чтобы в один прекрасный день устройство можно было незаметно и удобно носить под одеждой, оно должно стать еще меньше и легче - сегодня привод и блок управления по-прежнему весят четыре килограмма. Чтобы добиться максимального уменьшения изделия, исследователи хотят и дальше концентрироваться на одной основной функции - поддержке плеча при подъеме рук. Они также тесно сотрудничают с компанией MyoSwiss AG, которая занимается производством и продажей мягкого экзоскелета - типа роботизированного костюма для поддержки ног. "Мне особенно нравится, что исследователи разрабатывают свои идеи итеративно, вместе с потенциальными пользователями", - говорит Майкл Хагманн, который уже тестировал и помогал разрабатывать различные технические средства ETH от прототипа до готового продукта. Потому что ему ясно одно: он хочет оставаться активным в будущем, и именно здесь ему пригодится техническая поддержка.

Источник: Носимые мышцы | ETH Zurich (01.09.2022)