Протез Мона Лизы

Дизайн: use your difference

Большинство протезов верхних конечностей имеют антропоморфный вид: пять пальцев и оболочка из силикона бежевого цвета для имитации кожи. Люди, использующие протезы, не хотят привлекать к себе внимание. Это касается не только косметических, но и биоэлектрических протезов.

Однако всё чаще появляются необычные модели в форме тентакля или четырехпалой кисти с разъемом для Lego.

Продуктовый дизайн отталкивается от функций устройства и удобства в использовании.
Современный протез — это скорее манипулятор, чем замена руки. Отсюда новые варианты дизайна.

Наличие всего 2 каналов передачи информации (традиционные 2 мио датчика) и характер управления приводят к тому, что  5 пальцев для протеза излишни. Всё, что мы можем делать сейчас, — это сгибать и разгибать кисть.
Рука при этом может выглядеть так:

image

Или так:

image

image

Всего мы выделили 5 возможных типов дизайна протеза.

1. Робо-рука. Можно увидеть в Терминаторе, Deus Ex, Безумном Максе. Протез напоминает руку робота черного или металлического цвета.

image

2. Перчатка.
Это может быть перчатка принцессы или супергероя, аксессуар для завершения образа или «золотая рука» Джейме Ланнистера.

image

Для Mercedes-Benz Fashion Week в этом году мы делали такой женский протез:

Интересны варианты, когда есть умная начинка и съемный каркас, который можно менять на свой вкус.

image

3. Инструмент.
С помощью протеза можно выполнять узкоспециализированные задачи. Для этого используется комплект съемных насадок. Протезы такого типа называют рабочими. Сюда же отнесем протезы-крюки. Помимо классических рабочих инструментов в протез может быть встроены устройство для нанесения татуировок или механизм барабанных палочек для более совершенного ритма.

Детские протезы-инструменты могут помогать в катании на велосипеде, стрельбе из лука или занятиях гимнастикой.

4. Игрушечная рука — протез воспринимают скорее как игрушку. В него могут быть встроены бластеры, лазеры или элементы Lego.

5. Носимая электроника. Аналогично часам, смарт-браслетам и очкам, протезы могут стать тем устройством, где отображаются необходимые пользователю данные и в которое встроены датчики пульса, температуры или GPS. Такой подход определяет протез как гаджет.

image

В новом году мы начинаем разработку детского биоэлектрического протеза. И еще не определились относительно его внешнего вида. Дети гораздо толерантнее и, наверно, эксцентричнее взрослых, которые маскируют травму. Зачем останавливаться на имитации, когда можно построить устройство с неограниченным функционалом?

Детские протезы руки

Какие детские протезы рук существуют в мире

Протезирование рекомендуют с года, иногда даже полугода.  К протезам верхних конечностей дети готовы, когда они начинают сидеть и использовать обе руки — в возрасте от 3 до 7 месяцев. Плюсы раннего протезирования — формирование привычки, увеличение диапазона движений в суставах поврежденной руки и симметричное развитие мышц верхнего плечевого пояса. Последние исследования говорят о том, что, чем раньше ребенок начинает пользоваться протезом, тем короче период адаптации, и тем чаще он будет использовать его в дальнейшем.

Первым протезом ребенка обычно становится косметический протез из силикона или ПВХ. Схват такой рукой не сделать, но тяжесть, хоть и небольшая, создаёт нагрузку на мышцы. Ребёнок учится придерживать протезом игрушки, опираться на руку.

Косметические протезы широко распространены, налажено производство по типоразмерам. В России косметический протез кисти, предплечья и плеча можно бесплатно получить по ИПРА в региональных протезных предприятиях. По отзывам, лучше выбрать оболочку Регал, которая не меняет цвет и легко очищается. При самостоятельном приобретении стоимость составит 20-40 тыс.руб. Косметические протезы хорошо зарекомендовали себя в случае частичных травм кисти, используется вакуумное крепление.

В Германии производят косметические протезы с полной детализацией — вены, родинки, акриловые ногти, — их стоимость от 100 000 руб.

Второй вид детских протезов — тяговые (активные). Протезы кисти работают за счёт движения лучезапястного сустава. Предплечья — локтя или другой руки. Плеча — за счёт разведения лопаток. Согнул руку — пальцы сжались. Разогнул — выпрямились. Или наоборот. В соревнованиях Кибатлон и Кибатлетика тяговые протезы пока легко побеждают биоэлектрические. Тяговый протез проще в управлении. Нет задержки в реакции, можно контролировать силу сжатия. При наличии сопротивления, когда предмет жёсткий, возникает своеобразная обратная связь. Минусы тяговых протезов, которые можно преодолеть в биоэлекрическом протезе, — это низкая сила сжатия и необходимость в компенсаторных движениях руки и тела.

Вернемся к тяговым детским протезам, которые есть в мире.

В Штатах распространены протезы-крюки. Между двумя металлическими частями можно зажимать предметы разной формы, управление по тяговому принципу:

В России детские тяговые протезы предплечья и плеча делают давно (патенты на конструкцию 1950ых гг). Основная претензия родителей — почему с тех пор протезы не менялись.

Пластик — из 50х лет 20го века! Ужас!!! — Вячеслав, Екатеринбург

Протезы делают пятипалыми и используют косметическую оболочку, схват кисти осуществляется за счет движения в локте или плечевом поясе. Сила схвата — 5-10Н (против 35-100Н биоэлектрического протеза).

Мы также делаем протезы антропоморфными, но дизайн при этом далёк от имитации здоровой руки. Протезы  подходят при травме кисти или предплечья. После разработки локтевого модуля, появится и протез плеча.

Протез позволяет выполнять схват в щепоть, держать небольшие предметы, у протеза кисти есть регулировка силы и очередности сжатия пальцев.

Каждый протез оснащается дополнительно функциональными и игровыми насадками — для скакалки, телефона, столовых приборов, фонарика — и даже позволяет играть в компьютерные/мобильные игры.

Активные детские протезы делают на open source площадках e-nable, open bionics и robohand.

Используется модель единой благотворительной площадки для конструкторов, владельцев 3D-принтеров и детей, которым нужен протез. В открытый доступ выложены файлы для печати элементов на бытовых FDM принтерах. Преимущества Open source в возможности сделать низкой стоимость изделия и привлечь к работе новых людей из других областей со всего мира. Именно robohand вдохновил нас в 2013 году.
Из минусов — низкое качество, отсутствие полноценной технической поддержки, не учитываются сложные индивидуальные особенности культи и нет программы подготовки к протезированию и последующей реабилитации.

Отдельно стоит выделить специализированные “рабочие” протезы. Это протезы для выполнения определенной узкой задачи. Например, катание на велосипеде, стрельба из лука или занятия гимнастикой.

В России такие протезы для детей делают редко, предпочитая универсальные решения, когда в протезе совмещены косметическая функция и функция схвата.

И, наконец, детские биоэлектрические протезы. Такие давно существуют.

Реклама Electrohand 2000 от Оттобока в журнале 1989 года:

Протез хорошо зарекомендовал себя в использовании детьми, поэтому за 30 лет он почти не изменился.

Около 2 лет существует женский (он же детский) протез BeBionic. Его вес 390 г ( на 30% меньше стандартных взрослых моделей), длина 16,5 см. Такая рука может подойти подросткам. Рыночная цена — 1,5-2 млн руб. В прошлом году компанию Steeper (производитель BeBionic) приобрел Otto Bock, возможно, в скором времени путем коллаборации появится новый протез для детей.

Детская кисть есть также у Touch Bionics и довольно сильно похожих на них Vincent Systems. Стоимость протеза около 2-4 млн. руб. Учитывая функциональные ограничения современных протезов — 2 миодатчика, ступенчатый выбор жеста, сложности крепления, низкая надежность, — такие расходы кажутся неоправданными.

Детские биоэлектрические протезы делают на травмы предплечья. При соединении с модулем локтя (пассивным/тяговым) возможно протезирование плеча. Touch Bionics известен тем, что выпускает также биоэлектрические протезы кисти (при сохранении части ладони или лучезапястного сустава). Стоимость такого протеза 2 года назад составляла 4,5 млн. руб., протез был установлен молодому мужчине в Самаре, и он был крайне недоволен устройством. Учитывая стоимость, ожидалась бОльшая функциональность, которая просто недоступна при существующих технологиях протезирования (только 2 миодатчика, устройство гильзы). Детские биоэлектрические протезы кисти Touch Bionics не делает.

И наш любимый биоэлектрический протез, совместимый с Lego. Его вряд ли получится использовать в жизни, но решение довольно смелое:

 

Коротко, можно выделить 4 класса изделий — косметические, механические, рабочие и миоэлектрические (бионические) протезы руки.

Косметические протезы выполняют декоративную функцию:

Преимущества Недостатки
Хорошо зарекомендовали себя при частичной ампутации кистей Отсутствие активного схвата
Небольшой вес Очень ограниченная функциональность
Простота в изготовлении и применении Дорогие индивидуальные силиконовые оболочки
Невысокие расходы на техническое обслуживание
Низкая стоимость (за исключением индивидуальной косметической оболочки)

Механические протезы работают по тяговому принципу:

image

Преимущества Недостатки
Стабильная конструкция Ограниченная сила захвата
Небольшой вес Ограниченная степень движений
Приемлемая цена Система тяг может быть некомфортной и ограничивать движения
Невысокие расходы на техническое обслуживание
Устойчивость к влаге, простой уход

Миоэлектрические протезы обладают более высокой функциональностью и являются на сегодня самыми современными протезами:

image

Преимущества Недостатки
Высокая сила схвата Высокая стоимость
Повышенный комфорт и большая свобода движений Увеличенный вес
Возможность выполнения нескольких видов схвата в зависимости от модели Хрупкая конструкция
Иногда привлекательный футуристичный дизайн Ненадежность механизма, частый ремонт
Необходимость в заряде аккумулятора

Благодаря множеству материалов в СМИ об очувствлении протеза и управлении силой мысли, кажется, что проблема уже давно решена, и, что используя open source, можно хоть сегодня заказать себе дешёвый, современный протез с полным функционалом.

image

На деле в США (госпиталь Шрайнерс, Лос-Анджелес) делают такие протезы:

И это на сегодня, пожалуй, самое функциональное решение для Вадима: тяговые протезы с двумя видами захватов — крюк и крокодил.

И в заключение хотим рассказать о KIDmob. В рамках своих детских образовательных программ по дизайну они уже дважды собирали в Сан-Франциско Superhero Cyborg Camp .  В этом лагере  дети 10-15 лет с травмами и патологиями развития рук придумывают себе протезы. Это серьезная проектная работа, недельный хакатон с командой взрослых исполнителей и готовым прототипом в конце смены.  В 2014 году он проходил при участии Университета Брауна , в 2016 — компании Autodesk и Калифорнийского Колледжа Искусств. В лагере тренируются «Навыки XXI века» — проектная работа, построение коммуникаций.

«Также мы хотели, чтобы дети увидели — они не ограничены протезами, которые есть на рынке, — сказал один из основателей KIDmob Кейт Ганим. — Они конечные пользователи, и если у них возникла идея, которой нет рынке, они могут реализовать её сами».

Если не рука, то что?

Нравится Моторика? Присоединяйтесь:

Подписывайтесь на нашу рассылку





Поделиться с друзьями: