Tak pomaga szkielet

Tak pomaga szkielet

Wózki inwalidzkie trafiają na śmietnik, bo zastępują je specjalne maszyny z czujnikami, które poruszają ciałem sparaliżowanych

W filmie Alejandra Amenábara “W stronę morza” jest taka scena, w której główny bohater, sparaliżowany od szyi w dół, śni, że wstaje z łóżka. Wyskakuje przez okno i leci w stronę morza właśnie, aby tam na plaży spotkać się z ukochaną.
20 lat temu snajperska kula odebrała weteranowi izraelskiej armii Radiemu Kaiufowi władzę w nogach. Diagnoza: “Nigdy już nie będzie pan chodził”. Od tej pory kiedy śnił, śnił o tym, że chodzi.
Dzisiaj Radi Kaiuf nie musi śnić, żeby chodzić. Wystarczy, że założy na siebie egzoszkielet i może wstać z łóżka, zejść lub wejść po schodach czy pójść do sklepu. Nie z werwą, jaką dają w pełni zdrowe kończyny, ale różnica jest kolosalna. Dla ludzi, którzy do końca życia mieli być przykuci do wózka, to prawdziwy cud. Nie tylko dla nich zresztą.

Wstań i chodź

Wynalazek otrzymał rynkową nazwę ReWalk (Chodź Ponownie). Produkuje go izraelska firma Argo Medical Technologies, dzieło jednego człowieka – Amita Goffera, który powstałą w garażu ideę przekształcił w produkt rynkowy.
Goffer w wywiadach podkreśla, że jego wynalazek przywraca ludziom godność, i wokół tej myśli krążą materiały reklamowe firmy. Nie jest to jedynie marketingowy bełkot; wynalazca wie, o czym mówi, bo sam jest tetraplegikiem. Niestety, z własnego wynalazku nie może korzystać, nie ma bowiem władzy w ramionach. To jedyna wada urządzenia – nie jest w stanie samodzielnie podtrzymać ciężaru ciała, więc aby się poruszać, potrzebne są kule lub balkonik. Brak władzy w rękach na tym etapie rozwoju technologii uniemożliwia jej użycie.
Wyzywanie, jakie postawiła przed twórcami konieczność integracji ciała z maszyną, starczyło na 10 lat ciągłych prac. Wiadomo było, że to maszyna ma poruszać bezwładnym ciałem, ale do ciała musi ostatecznie należeć kontrola. Izraelczycy opracowali więc system czujników wykrywających sygnały nerwowe przekazywane do dolnych partii ciała. ReWalk jest w stanie je odczytać, a następnie zinterpretować i poruszyć się w odpowiednią stronę.
Oglądając filmy prezentujące nową technologię, nie można się pozbyć wrażenia lekkiej sztuczności tego ruchu, niemniej jednak od wózka inwalidzkiego dzieli takie rozwiązanie przepaść nie do przebycia. Radi Kaiuf opowiada, że od trzyletniej córki usłyszał: “Tato, jaki ty jesteś wysoki!”. Mówi, że nie mogło go spotkać nic lepszego.
ReWalk otrzymał akceptację amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA), co oznacza, że został dopuszczony do obrotu handlowego w USA. W tym sensie ReWalk jest rynkowo bardziej dojrzały od bezpośredniego konkurenta, eLEGS opracowanego na amerykańskiej ziemi, przez firmę Berkeley Bionics.
W tym roku eLEGS ma się pojawić w wybranych placówkach zdrowotnych i rehabilitacyjnych jako sprzęt wspomagający powrót do sprawności motorycznej. Jest dokładnie taki sam jak ReWalk. Nie potrafi podtrzymać ciężaru ciała, wymaga więc sprawności manualnej. Jest zasilany przez baterie, które pozwalają na sześć godzin nieprzerwanej pracy. Zakłada się go na ubranie. Jego cena obecnie nie jest znana; ReWalk ma kosztować 50 tys. dol.

Dla weteranów

Po drugiej stronie globu, w ojczyźnie zaawansowanej robotyki, nad swoim projektem pracuje firma Cyberdyne. Nazwa bardzo adekwatna, zaczerpnięta bowiem ze świata “Terminatora”, gdzie firma o takiej samej nazwie stworzyła sztuczną inteligencję.
Owocem prac japońskiej Cyberdyne jest HAL (Hybrid Assistive Limb, Hybrydowa Kończyna Pomocnicza), jeszcze jedno odniesienie do science fiction (tak nazywa się sztuczna inteligencja z “Odysei kosmicznej 2001”). Konstrukcja prezentuje się bardziej futurystycznie niż industrialne odpowiedniki opisane wyżej.
Docelowo HAL powinien móc samodzielnie podtrzymać ciężar swój i noszącego, jednak twórcy nie precyzują, jak prędko to nastąpi. Wiadomo, że równolegle prowadzone są prace nad dwoma wariantami urządzenia – służącym tylko do chodzenia i bardziej zaawansowanym, również do dźwigania.
Żadnego z tych wariantów niestety nie można kupić. Model chodzący mogą jedynie wypożyczyć instytucje zdrowotne. Producent podaje, że szpitale i domy opieki w Japonii aktualnie wykorzystują 160 takich jednostek. Służą one rehabilitacji osób w różny sposób dotkniętych niedowładem dolnych kończyn. Pacjentowi zakłada się urządzenie na nogi, a następnie poddaje go normalnemu rygorowi rehabilitacyjnemu, czyli ćwiczeniom przy poręczach i z balkonikami.
ReWalk zainteresował już armię amerykańską. Na razie nie wiadomo, ile pieniędzy będzie chciała na to przeznaczyć, trudno więc oszacować, do ilu weteranów trafi urządzenie. Jeśli jednak Amerykanie zdecydowali się na ten krok, być może ich śladem pójdą inne armie, m.in. nasza. Polskie prawo zezwala ministrowi obrony na wyasygnowanie specjalnych środków na rehabilitację dla weteranów. Miejmy więc nadzieję, że resort zdecyduje się ściągnąć do Polski choćby kilka sztuk w ramach jakiegoś programu pilotażowego.
Japończycy postanowili przypomnieć o sobie w trakcie targów elektroniki użytkowej w Las Vegas na początku tego roku. Oznajmili tam, że ich konstrukcjami też jest zainteresowana armia amerykańska. Informacja nie została potwierdzona ani zdementowana; być może Pentagon chce ocenić wiele konkurencyjnych produktów, zanim zdecyduje się na wybór jednego.

Siłacze

Dla wojska oczywiście egzoszkielety nie są wyłącznie cudownymi urządzeniami przywracającymi sprawność żołnierzom. Armii przede wszystkim zależy na zastosowaniach bojowych. A na tym polu, trzeba przyznać, egzoszkielety prezentują się jeszcze bardziej imponująco niż na szpitalnym korytarzu. Tutaj liczą się tylko dwaj gracze: Sarcos, wykupiony przez zbrojeniowego potentata Raytheon oraz Berkeley Bionics ze wsparciem Lockheeda Martina.
Kariera firmy Sarcos zaczęła się bardzo niewinnie. Zaprojektowali mianowicie przejażdżkę tematyczną na motywach “Parku Jurajskiego”, m.in. ruszające się dinozaury w jednym z wesołych miasteczek. Wkrótce jednak postanowili wejść na pole szerzej rozumianej robotyki, gdzie oferowali m.in. zdalnie sterowane robotyczne ramiona.
Uwagę świata zwrócili na siebie kompletnym egzoszkieletem, który naprawdę wcielał w życie ideę human augmentation (zwiększania ludzkich umiejętności). Człowiek podpięty do gniazdka był w stanie w nieskończoność wyciskać 90 kg na atlasie.
Przejęcie przez Raytheon i środki na rozwinięcie koncepcji przekazane przez wojsko pozwoliły skonstruować jeszcze dwa prototypy: XOS-1 oraz XOS-2. Ten drugi zaprezentowano oficjalnie pod koniec ubiegłego roku i z miejsca stał się jednym z 50 najważniejszych wynalazków 2010 r., zdaniem magazynu “Time” (razem z eLEGS).
Niesamowity jest stopień integracji ciała i maszyny w tym urządzeniu. Inżynier Rex Jameson, który na sobie testuje wszystkie konstrukcje, mówi, że nasze ciało bardzo wysoko stawia poprzeczkę w szybkości reakcji. Kiedy pierwszy raz używa się XOS, wyczuwalne jest minimalne opóźnienie, z jakim reaguje egzoszkielet. Umysł natychmiast to kompensuje i ciało z łatwością dogaduje się z maszyną. Choć XOS-2 to wciąż prototyp, zaskakuje płynność i szybkość ruchów, jaką jest w stanie wykonać z człowiekiem na pokładzie, co doskonale widać na filmach wideo umieszczonych w internecie.
Inżynierowie firmy przewidują, że gotowa wersja trafi na pola walki za jakieś trzy lata, może za pięć. Drugie tyle czasu potrzebują, aby dopracować wariant bezkablowy, zasilany bateriami. Choć XOS-2 zużywa o 50% mniej energii niż jego pierwowzór, nie jest najbardziej energooszczędnym urządzeniem pod słońcem.
Berkeley Bionics natomiast chce podbić serca (i portfele) generałów egzoszkieletem HULC (wymowa podobna do komiksowego bohatera, siłacza Hulka, skrót zaś pochodzi od Human Universal Load Carrier, Uniwersalnego Ludzkiego Nośnika Ładunków). Obydwa produkty w pierwszej kolejności trafiłyby raczej nie na pole walki, ale do linii zaopatrzeniowych, gdzie po prostu dźwigałyby ciężary czy podwieszały bomby pod skrzydła myśliwców. Berkeley reklamuje swoje urządzenie jako gotowe wspomagać żołnierza na polu walki już w tej chwili. Producent chwali się, że żołnierze będą w stanie znacznie dłużej maszerować z ciężkim ekwipunkiem lub przenieść cięższy sprzęt w miejsca, do których dotarcie z nim stanowi obecnie problem. Niemniej jednak żaden z modeli dotychczas nie przeszedł sprawdzianu w warunkach bojowych.
Wojsko w naturalny sposób jest fundatorem badań nad tymi urządzeniami – z racji grubego portfela. Bez trudu jednak można sobie wyobrazić jego pokojowe zastosowania. Przede wszystkim w takich branżach jak logistyka i budownictwo, gdzie przenoszenie ciężarów jest chlebem powszednim. Rzeczy, do których przeniesienia trzeba było całej ekipy, teraz nosiłby jeden człowiek w szkielecie. Egzoszkielety byłyby również bezcenne w zarządzaniu kryzysowym – w misjach ratowniczych i jako pomoc przy katastrofach naturalnych. Do odgruzowania nie trzeba byłoby ciężkiego sprzętu, a i układanie worków z piaskiem przebiegałoby ekspresowo.

Wydanie: 4/2011

Kategorie: Nauka

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy