Обзор компаний по производству «умных» протезов
В закладки
Удешевление 3D-печати приводит к появлению компаний, которые теперь могут найти покупателей в новых направлениях. Одним из таких направлений стало протезирование конечностей. Обозреватель сайт изучил, какие компании занимаются созданием «умных» протезов.
В массовой культуре уже давно эксплуатируются опасения перед бионическими технологиями и превращением людей в киборгов. До возможного раскола общества и повсеместного использования искусственных «улучшений» человеческого тела ещё очень далеко. А пока появляются компании, стремящиеся помочь людям, потерявшим конечности, и вернуть их к нормальной жизни в обществе.
Standard Cyborg
Компания основана Джеффом Хубером, инженером и предпринимателем. До Standard Cyborg в 2011 году он, бросив университет, попробовал свои силы в сфере онлайн-образования, но его первый стартап Knowit так не достиг успеха. Поработав некоторое время в маркетинговой компании MightyHive, Джефф решил вернуться к своей старой идее - выпускать недорогие протезы. Он купил 3D-принтер за тысячу долларов и начал готовить тестовые прототипы. Немного позже Standard Cyborg получила место в акселераторе Y Combinator.
Джеффу ещё в детстве ампутировали часть левой ноги из-за малоберцовой гемимелии. Для ребёнка в США получить протез проще, но достигшим совершеннолетия приходится тяжело, во многом из-за высоких цен.
Джефф начал с малого и сконцентрировался на протезах части ноги ниже колена для применения в условиях, где обычно в дорогостоящий протез забивается вода или песок. Например, для принятия душа, что на одной ноге делать довольно сложно. Джефф на своём опыте понял, насколько может быть полезен недорогой протез, защищённый от влаги и грязи.
Протезы для уверенной ходьбы в сложных для инвалидов условиях стоят десятки тысяч долларов. Обычно протез с защитой от воды стоит около $5 тысяч, Джефф же предлагает отсканировать и напечатать на 3D-принтере копию протеза клиента, а затем оснастить полученную версию специальной защитой из углеродного волокна. Такой протез не будет обладать повышенной гибкостью, но зато обойдётся уже в $800.
В дальнейшем Хубер планирует создавать и другие виды протезов для самых разных нужд, если услуги его компании окажутся востребованными.
Exiii
Японский стартап официально запущен в 2014 году тремя друзьями, сотрудниками Sony и Panasonic. Инициатором проекта был Джента Кондо, взявший на себя роль генерального директора новой компании.
Джента с 2011 года работал в секретном отделе Sony, занимаясь разработками в сфере роботехники. Довольно долго, ещё со школы, он интересовался бионическим протезированием и моторикой человеческого тела, однако на тот момент производить сложные протезы можно было только по очень высокой цене. К 2014 году ситуация изменилась с появлением относительно недорогих 3D-принтеров.
Кондо посчитал новые условия подходящими для реализации своей давней идеи. Он изучил различные исследования рынка Японии в направлении протезирования конечностей и понял, что эта ниша почти никем не занята. Очень небольшой процент людей используют функциональные протезы, остальные лишь маскируют отсутствие конечностей косметическими заменителями.
3D-принтеры сильно ускорили процесс разработки аппаратных средств. Когда я использовал 3D-принтеры в лаборатории Sony, создавая детали для роботов с их помощью, у меня было чувство, что они изменят всю индустрию - весь мир
Джента Кондо, гендиректор Exiii
Со своим первым прототипом бионической руки они заняли второе место в конкурсе James Dyson Award в том же 2014 году. Это привлекло внимание к их разработке и компании. Японская компания DMM предложила им место в своём коворкинге, а Exiii представила свои новые прототипы на фестивале SXSW.
На сегодня у Exiii есть 5 прототипов. HACKberry - самый последний и совершенный из них весит собран на основе чипа Arduino Micro, использует 3 мотора для движения пальцев, работает на подзаряжаемом блоке питания от цифровой камеры, который несложно заменить при необходимости и весит 650 граммов. Все биоэлектрические прототипы основаны на технологии преобразования сокращений мышц в моторизированное движение пальцев.
Поняв, что существующей бизнес-модели недостаточно для продвижения своего продукта в этой нише, Exiii выложили в открытый доступ программные исходники и модели деталей для печати на 3D-принтере. Они надеются, что энтузиасты со всего мира продолжат развивать их наработки, предлагая улучшения, о которых сами разработчики ещё не думали.
Также для HACKberry разработали мобильное приложение, позволяющее управлять набором заранее подготовленных положений пальцев, чтобы владелец мог, например, быстро поднять стакан, если система не сразу срабатывает от сокращений мышц.
BionX
Компания основана в 2007 году доктором Хью Герром и называлась изначально iWalk. Хью Герр известен по работе в области бионики - разработке протезов, в первую очередь, нижних конечностей. Его выступление на TED разобрали на цитаты основатели стартапов в области протезирования.
Герр был одним из лучших альпинистов в США, но в 1982 году потерял обе ноги ниже колен из-за обморожения, попав в снежную бурю во время прохождения трудного горного маршрута. Но он не только не потерял желание покорять горные вершины, но и посвятил свою дальнейшую жизнь покорению вершин научных - разработке технически сложных протезов. Сегодня он руководит подразделением биомехатроники в лаборатории Массачусетского технологического института.
Мы вступаем в эпоху бионики, где мы по-настоящему начинаем видеть технологии, достаточно сложные, чтобы имитировать важнейшие физиологические функции
Хью Герр
Герр был одним из инициаторов разработки протеза нижних конечностей BiOM. Этот протез использует новаторские решения, позволяющие имитировать работу настоящих мышц, придавать дополнительное усилие в нужные моменты, например, при подъемах вверх по склонам или лестницам, при этом обеспечивая плавность и гибкость.
Компания получала инвестиции от правительственных служб, Министерства обороны США и компаний WFD Ventures, General Catalyst Partners, Sigma Partners и Gilde Healthcare Partners.
Össur
Исландская компания, основанная в 1971 году, уже далеко не стартап, напротив - это крупная международная организация, представленная в Южной и Северной Америке, Европе и Азии. Компания специализируется на ортопедическом оборудовании и протезах. Össur стремится идти в ногу со временем, именно это и служит вдохновением для более молодых компаний.
Их новые модели протезов используют технологии, похожие на разработки MIT и BionX. Создаётся эффект, похожий на работу настоящих мышц. Специальный механизм и материалы, управляемые программным обеспечением, адаптируются к условиям ходьбы и позволяют перемещаться по сложным поверхностям, постепенно ускоряться и замедляться, затрачивая меньше энергии с каждым шагом.
Bebionic
Подразделение компании Steeper создаёт протезы рук. На данный момент их главный продукт - bebionic, работающий под управлением микропроцессора. Каждый палец протеза приводится в движение отдельным мотором, управляемым программным обеспечением.
В системе есть 14 заранее подготовленных вариантов положения пальцев и 4 положения кисти. Конструкция выдерживает нагрузку до 45 кг, поэтому с такой бионической рукой точно получится носить тяжёлые сумки. Протез выпускается в двух вариантах, поэтому, по желанию клиента, бионическую руку можно максимально приблизить к настоящей человеческой руке по внешнему виду, надев на неё силиконовую «кожу». Также компания производит уменьшенный вариант протеза - bebionic small, который лучше подойдёт для женщин.
Open Bionics
Британский стартап, получивший первое место на James Dyson Award, занимается разработкой недорогих миоэлектрических протезов рук. Их основное достижение в том, что им удаётся серьёзно удешевить такие протезы в десятки раз по сравнению с представленными на рынке и при этом сохранить все необходимые функции.
Наверное, мало кто будет отрицать, что технологии тесно “влились” в нашу жизнь. Большую часть своего времени, мы остаемся на связи. Мы отправляем электронную почту, “постим” в соц. сети, банально звоним и отправляем смс. И если сейчас, вопрос связи между людьми, уже не стоит так остро, как скажем лет десять назад, то все еще существует огромная “куча” проблем, с которыми нам предстоит столкнуться. Сегодня я расскажу вам про одного из немногих, кто стоит на “передовой” таких решений.
Кто-то из вас мог легко спутать обложку этого журнала с одним из рекламных плакатов “Deus EX: Human Revolution”, и вы не слишком далеки от истины. Хью Герр(Hugh Herr) действительно напоминает Дэвида Серифа из Deus Ex, в текущее время он является директором группы ученых из лаборатории “Biomechatronics” в институте MIT. Команда Хью ставит перед собой две задачи, во-первых: вернуть людям, с ограниченными возможностями передвижения в связи с травмой или потерей конечности, возможность двигаться и не уступать здоровым людям, и во-вторых: исследование и разработка технологий, которые позволят расширить физические способности человека.
Чаще всего, когда я вижу новые разработки протезов и прочих приспособлений, я задаюсь вопросом: “А насколько они хороши?”. И Хью, как человек с двумя ампутированными ногами смело показывает всем насколько. Во время просмотра его презентации на TED.com (ссылка будет ниже), я даже не сразу понял, что передо мной выступает человек, у которого нет двух ног. Но “контрольным выстрелом” для меня стало выступление балерины, которая лишилась ноги во время несчастного случая и при помощи протеза, разработанного специально для неё, снова вышла на сцену. Должен заметить, что не каждый здоровый человек умеет так танцевать. Я всем очень советую посмотреть эту презентацию.
Вы, наверное, спросите: “Но чем же разработки Хью, могут быть интересными для обычного здорового человека, помимо своеобразной страховки?”. Для нас с вами интересны, в первую очередь не сами протезы, а те технологии, развитие которых происходит во время исследований. Приведу простой пример – задумайтесь, люди носят обувь уже не одну сотню лет, и до сих пор не могут сделать её так, что бы она не натирала ноги. Даже скроенная конкретно для вас спортивная одежда, может иногда натирать и приносить дискомфорт. А теперь представьте, насколько плотно и точно должен прилегать протез. Команда Хью долгое время проводила исследования тканей человека и их взаимодействия с внешними “телами”. Как оказалось, самым удачным вариантом является такое построение деталей протеза, при котором твердые ткани ноги соприкасаются с мягкими тканями “чулка” протеза и наоборот. Представьте, что в будущем, одежду для вас будут делать 3D сканнер и 3D принтер, так сказать, технологические Армани и Версаче будущего.
Не убедил? Тогда вот вам еще один пример: лаборатория Хью, помимо прочего, занимается разработкой экзоскелетов различной компоновки и разновидностей. Да, этим занимаются многие исследователи, но далеко не многие имеют такой обширный опыт в биомеханике, и умение уместить сложные механизмы протеза в небольшом объеме. И если уж кому и суждено сделать первые “боевые скафандры” Хайнлайна, то мне кажется – команде “Biomechatronics”. Я думаю, если копнуть глубже, то можно найти огромное количество таких примеров, начиная от контроля техники при помощи нервных импульсов, и обратной отдачи от протеза (эта “штука” еще на этапе разработки, но, насколько я слышал, у DARPA уже есть такая технология). Также возникает и ряд вопросов, например – на сколько хватает питания у протеза?.
Еще 10 лет назад мы с трудом могли себе представить, как будем смотреть высококачественные фильмы на смартфонах, используя при этом передачу данных по воздуху. Кто знает, куда скакнет прогресс через 10 лет.
Американский скалолаз, у которого нет обеих ног. Сегодня он разрабатывает протезы и посвятил свою жизнь поиску "совершенных протезов".
Вряд ли 17-летний Хью в далеком 1982-м знал, чем закончится тот зимний поход в горы. Разыгралась сильная буря, и они с другом заблудились, сбились с маршрута и провели три ночи при температуре −29 °C. В итоге сильнейшие обморожения отняли у Хью обе ноги. Но смогло ли отсутствие ног остановить его от того, чтобы заниматься альпинизмом?
Родился Хью Герр (Hugh Herr) в 1964 году в Ланкастере, штат Пенсильвания (Lancaster, Pennsylvania). Он рос одним из пяти детей в семье, был младшим, и с ранних лет мальчика начали манить горы. Он начал восхождения в возрасте 8 лет, и в стль нежном возрасте сумел подняться на гору Mount Temple в Канадских Скалистых горах (Canadian Rockies) высотой 3,544 м. К 17 годам Герра уже знали как одного из самых талантливых молодых альпинистов США.
В январе 1982-го Герр был членом экспедиции на гору Вашингтон (Mount Washington) в штате Нью-Хэмпшир (New Hampshire). Погода внезапно испортилась, и вместе со своим приятелем Джеффом Батцером (Jeff Batzer) Хью сбился с маршрута. Парни провели в пещере при температуре −29 °C три ночи, получив страшные обморожения. Но они выжили, и это было чудом. Спасательная операция была невероятно сложной – один из спасателей-волонтеров погиб при сходе лавины. Позднее обмороженных альпинистов доставили в больницу, где Джеффу ампутировали пальцы правой ноги, часть левой ноги и пальцы правой руки. Хью Герр лишился обеих ног.
Несколько месяцев после ампутации ушло на восстановление и осознание своей новой реальности, а потом Герр очень удивил всех – и родных, и врачей. Он снова начал собираться в горы. Это казалось немыслимым – едва оправившись от страшной травмы, он снова добровольно шел на тот же самый риск. Но остановить Хью было совершенно невозможно – он твердо решил, что скалолазом он все равно останется, независимо от количества рук и ног.
Со временем протезы становились все более и более сложными и "умными", и протезы Хью специально разрабатывались для него и под его нужды. Кстати, он и сам принимал самое деятельное участие в разработках, а позднее связал с этой областью науки и всю свою жизнь.
Его сегодняшние бионические ноги разработаны в знаменитом Массачусетском Технологическом Институте (MIT), и сам Хью является профессором в этом заведении. Он является руководителем группы "Biomechatronics research group" в знаменитой лаборатории MIT Media Lab, а, кроме того, занят в программах Media Arts and Sciences и в Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology.
У Хью Герра множество наград – "Spirit of Da Vinci Award", "TIME magazine Top Ten Inventions", "13th Heinz Award in Technology, the Economy and Employment" и другие.
Он имеет не менее 10 различных патентов и написал около 60 работ. Цель Хью Герра – разработать такие протезы и устройства, которые навсегда победят такой недуг человека, как любого рода инвалидность. Герр уверен, что будущее протезов невероятно обширно, ведь, как говорит сам профессор, "бионические протезы бессмертны".
Известно, что Хью женат на писательнице Патрисии Эллис Герр (Patricia Ellis Herr) и у них есть две дочери. О ранних восхождениях и приключениях мужа Патрисия написала в своей книге "Up: A Mother and Daughter"s Peakbagging Adventure".
