Британские инженеры разработали экзоскелет, конструируемый как брюки и надеваемый на ноги. Для обеспечения движения парализованных конечностей используются искусственные мышцы.
Ограничение подвижности существенно ухудшает качество жизни. В Великобритании более 6,5 миллиона человек с ограниченной мобильностью. В России, по сведениям Росстата, насчитывается приблизительно 12,1 миллиона людей с инвалидностью различной степени. Определение количества людей среди них, испытывающих трудности с опорно-двигательным аппаратом, затруднено. Несмотря на большое количество исследований и разработок, устройства, способствующие восстановлению двигательных функций, нечасто покидают лабораторные условия.
Группа исследователей из Бристольского университета, возглавляемая профессором Джонатаном Росситером, планирует найти решение этой проблемы ( Professor Jonathan Rossiter). Специалисты разработали так называемые роботизированные брюки — экзоскелет, который имитирует работу человеческих мышц. Для того чтобы создать движение, искусственные мышцы сокращаются и тянут элементы конструкции с обеих сторон.
Совместная работа нескольких мышц позволяет контролировать коленные суставы и облегчает человеку вставание со стула. Ключевым достоинством такой конструкции является то, что искусственные мышцы обладают эластичностью и мягкостью, что делает их значительно комфортнее и безопаснее, чем жесткие роботизированные экзоскелеты.
Для стимуляции сокращения искусственных мышц инженеры предложили два подхода. Один из них основан на использовании «пневматических мышц», представляющих собой структуры, меняющие объем при наполнении воздухом и сдувании. Другой метод заключается в создании мышечных элементов из гелеобразного материала, который затем помещается между двумя медными пластинами и подвергается воздействию электрического тока. Под действием тока гель стремится к областям с повышенным электрическим напряжением. Варьируя уровни напряжения в пластинах, можно заставлять гель прижиматься к одной из них и вызывать «сокращение» мышцы.
В брюки интегрированы электроды, размещенные над мышцами для передачи электрических импульсов. Благодаря электрической стимуляции происходит сокращение мышц, что позволяет пользователю лучше контролировать их работу. Данная технология, известная как функциональная электрическая стимуляция, уже применяется в терапии для пациентов с травмами спинного мозга.
Для обеспечения возможности длительного пребывания в вертикальном положении в конструкцию брюк могут быть добавлены пластиковые фиксаторы в области коленных чашечек. В дальнейшем разработчики намереваются внедрить электронную систему, которая будет фиксировать данные о перемещениях владельца.
На данный момент ученые продемонстрировали лишь прототип роботизированных брюк, а промышленное производство пока не налажено. Разработчики рассчитывают на успех устройства, поскольку оно отличается простотой использования и возможностью индивидуальной настройки для каждого пользователя.