Подстраивается под размеры руки. Липецкий школьник собрал протез из LEGO

Девятиклассник 44-го лицея Липецка Михаил Иванов стал победителем Всероссийской конференции «Юные техники и изобретатели». Он изобрёл протез руки, собранный на основе конструктора LEGO.

Распечатал кисть

Любопытно, что многое из того, чем мы привыкли пользоваться повседневно, придумали дети. Водные лыжи, меховые наушники, грузовик с откидывающимся кузовом и, наконец, шрифт Брайля. Проект 15-летнего Михаила Иванова можно смело назвать прорывом в области протезирования. Он создал адаптивный протез руки, способный подстраиваться под размеры пациента.

«Идея создать такой протез пришла мне на одной из конференций, где рассказывали о разработках в области персонализированной медицины, – говорит Михаил. – Я захотел придумать какое-то устройство, которое бы помогло людям с ограниченными возможностями здоровья хоть немного облегчить жизнь. Перебрал уйму вариантов, пока не нащупал тот самый».

Все работы над изобретением велись в областном Центре дополнительного образования, где Михаил уже седьмой год занимается робототехникой. Прежде, чем приступить к разработке, молодой учёный провёл исследование.

«Нам важно было понять, какие аналоги уже есть на рынке, какие у них минусы, какие плюсы, – поясняет наставник и научный руководитель юного изобретателя Маргарита Цыганова. – Минусов оказалось достаточно. Во-первых, это вес, современные протезы достаточно тяжёлые – от двух килограмм и выше. Во-вторых, они не модульные. Если купить такой протез пятилетнему ребёнку, то когда он достигнет возраста семи лет, ему придётся покупать новый. И, в-третьих, цена – как правило, она начинается от 30 тысяч рублей. А мы хотели сделать так, чтобы тому же самому ребёнку не надо было каждый год покупать новый протез, чтобы он был лёгким и приемлемым по стоимости».

Кисть протеза Михаил спроектировал с помощью специальной программы и распечатал на 3D-принтере, а ту часть, где находится вся электроника, собрал из деталей LEGO – они лёгкие, водонепроницаемые, устойчивые к морозам и очень прочные – выдерживают вес взрослого человека.

Расти с человеком

От идеи до воплощения прошли почти полтора года. Протез получился лёгким – он весит 990 граммов и гораздо дешевле существующих аналогов – 20 тысяч рублей вместо минимальных 30 тысяч сейчас.

«Но самое ценное его качество – он подстраивается под размеры пациента. К нему нужно только докупать отдельные запчасти, присоединять их, и протез будет расти вместе с человеком», – говорит Маргарита Цыганова.

Управлять протезом просто – у него очень понятный графический интерфейс. С его помощью пользователь может самостоятельно регулировать силу мышц в своей руке. Например, чтобы взять пакет с продуктами, нужен один уровень напряжения мышц, а чтобы поднять ручку с пола – совсем другой.

«В каждом пальце проходит полоса пружинящего пластика, который возвращает палец в нормальное положение после завершения работы. А проведённые внутри фаланг тросы натягивают его по мере сжатия кисти», – поясняет Михаил.

Следующим этапом стали испытания. Из-за того, что все социальные учреждения закрылись на карантин, тестировать изобретение Михаилу пришлось на родителях и преподавателях.

Первый раз свою разработку молодой учёный представил на региональном конкурсе для изобретателей и рационализаторов. А дальше были Всероссийский форум научной молодежи «Шаг в будущее», где Михаил занял третье место, и научная конференция «Юные техники и изобретатели», в которой он победил.

Изобретение липчанина отметил председатель Правления Ассоциации фармацевтических производителей Евразийского экономического союза Станислав Наумов и даже предложил оплатить производство первого прототипа.

«Работы предстоит ещё много – надо связаться с врачами-протезистами, провести тестирование на добровольцах, найти спонсоров, готовых вложиться в массовое производство, – говорит педагог. – Михаил учится в девятом классе, так что у нас есть как минимум два года, чтобы доработать изобретение».

Разработкой липчанина заинтересовались и на местном уровне.

«Радует, что молодые учёные проявляют интерес к данной теме, – говорит председатель Липецкой областной организации «Всероссийское общество инвалидов» Александр Панарин. – Как-то мы были на выставке новейших разработок в области протезирования, где были представлены протезы со всего мира, и могу сказать, что наши изобретения смотрелись там очень достойно. Другой вопрос – цена. Если они будут стоить 70 тыс. руб., конечно, инвалид не сможет их себе позволить. Протезы должны быть не только функциональными, удобными, но и доступными».

Справка

Первые протезы появились пять тысяч лет назад в Древнем Египте. Они крепились к телу кожаными ремнями и были выполнены из дерева. В XVI в. появился первый функциональный протез кисти и предплечья. Он был сделан из железа и позволял удерживать тяжёлый меч и почти невесомое перо. В XX в. человечество научилось создавать протезы в промышленном масштабе, однако удобными они стали только в XXI в.