Российские роборуки учатся думать и планируют обзавестись кожей

«Мы разместили сервопривод внутри каждого пальца, и это позволило сделать его независимым роботом»

«Хайтек» пообщался с участниками фестиваля робототехники и виртуальной реальности, который прошел в Москве в рамках 33­-й Всемирной конференции IASP.

Наше внимание первым делом привлек роботизированный протез руки от Kleiber Bionics, который выглядит весьма футуристично. Белая механическая роборука умеет выполнять многие движения, и они получаются у нее достаточно естественными. Рука даже показала корреспондентам «Хайтека» фигу. Иван Кречетов, CEO Kleiber Bionics, рассказал, в чем уникальность разработки, и когда компания планируют выпустить на рынок домашнего робота-помощника.

— В чем главная фишка роборуки от вашей компании?

— Мы презентуем прототип бионической кисти — это протез руки для людей, которые утратили конечность. Наша особенность в том, что мы разместили сервопривод внутри каждого пальца, и это позволило сделать его независимым роботом. Поэтому мы можем протезировать как кисть целиком, так и частично — восстанавливать утраченные пальцы, обеспечивая согласованную работу здоровых и роботизированных.

К тому же мы занимаемся разработкой мощных сервоприводов, которые будут встраиваться в локтевой и плечевой суставы. Таким образом можно протезировать и локоть, и плечо.
Проект направлен на то, чтобы бесплатно обеспечить всех инвалидов России качественными и надежными протезами, практически не уступающими по используемым материалам и функционалу зарубежным аналогам.

— Практически не уступающими?

— Наши протезы будут обходиться государству в 5-7 раз дешевле импортных, а пациенты получат их бесплатно, согласно квотам.

— Роборука может использоваться только в качестве протеза?

— Нет, второй наш проект — универсальный коллаборативный робот, и протез руки — это его часть, которую можно в первую очередь коммерциализировать как отдельный продукт.
Что касается робота, то это универсальный манипулятор, который оснащается системой трехмерного зрения. Будет две версии — с одной и двумя руками. В двуручном режиме он сможет выполнять стыковочные, сборочные процедуры.

Это и есть так называемая коллаборативная робототехника, то есть те роботы, которые безопасны и могут работать рядом с человеком. Они обладают специальными сенсорами, благодаря которым обходят препятствия, а система трехмерного зрения не допускает нежелательного контакта с человеком.

— Вернемся к роборуке. Чем ваша модель отличается от других, представленных на фестивале?

— Палец нашей бионической руки состоит из двух фаланг, а не из одной. У нас полностью сгибается палец, и это движение практически такое же, как у человека. Мы не используем технологию 3D-печати, как наши коллеги, у нас достаточно точное производство — фрезеровка и электроэрозия.

— На какие зарубежные аналоги вы ориентируетесь?

— Их два: один не очень известный, но очень навороченный от немецкой компании VINCENT evolution. Другой — протез i-limb от шотландского производителя Touch Bionics. Они также встраивают всю электронику в пальцы, что обеспечивает минимальный размер кисти и расширяет диапазон ампутаций, при которых можно установить такой протез.

— Протез руки от вашей компании уже где-то используется?

— Пока нет, но у нас есть один пилот, и 8 октября мы с ним участвуем в международных соревнованиях людей, использующих бионические протезы — Кибатлоне. До конца января мы планируем привлечь до 10 человек для тестирования нашей руки. Всем им мы впоследствии выдадим бесплатно финальные промышленные образцы протезов, и они станут первыми пользователями. Выйти на рынок мы планируем весной 2017 года, а ближе к концу следующего года собираемся получить регистрационные удостоверения на медицинские изделия, и тогда наш протез сможет полностью удовлетворить требованиям государственной программы по компенсациям затрат инвалидов, и будет устанавливаться бесплатно.

«Мы делаем ребенка немного супергероем»

Роботизированные протезы от компании «Моторика» отличаются от привычных серых роботов. Они разноцветные и с яркими деталями — компания разрабатывает их для детей. Вадим Котенев — менеджер проекта в компании «Моторика», он же отвечает за маркетинг и развитие бизнеса в проекте «Реабот». Вадим показал «Хайтеку», как работает напечатанная на 3D-принтере робототехника.

— Каков принцип работы роборук вашей компании?

— Наши протезы предплечья и кисти работают за счет движения в локтевом суставе и кисти соответственно. Они предназначены для детей с ампутациями. Каждый протез производится на промышленных 3D-принтерах, и адаптируется индивидуально под травму ребенка.

Чтобы разнообразить жизнь ребенка, сделать его немного супергероем, мы сделали различные интересные насадки. К примеру, к протезу можно добавить детали из лего-конструктора, есть насадки для скакалки и пульт управления дроном.

Помимо этого от компании «Моторика» здесь представлен бионический протез кисти. Это один из первых прототипов, который мы сейчас разрабатываем. Он работает за счет считывания электрических потенциалов с мышц человека, и преобразует их в движения самого протеза. С этой разработкой мы в октябре участвуем в международном Кибатлоне в Цюрихе.

— А в чем отличия между этими протезами?

— Тяговый протез не использует никакой электроники и работает за счет механики движения в локтевом или кистевом суставах. Отдельно пальцами двигать нельзя, нужно заранее выбрать, какие движения будет делать рука при сгибе в суставе.

Во втором проекте мы планируем внедрить четырехканальную систему считывания с мышц, что позволит протезу распознавать до 24 различных жестов. Они могут быть подобраны самим пациентом и перепрограммироваться через компьютер. Также мы занимаемся системой наладки протеза на базе виртуальной реальности. Человек учится управлять роборукой сначала через виртуальный интерфейс. Так у него вырабатывается рефлекс, который задействует определенные мышцы, чтобы сделать тот или иной захват. В дальнейшем мы планируем переходить от пластиковых конструкций к чему-то другому, возможно, силиконовым насадкам.

— На каком этапе сейчас находится проект?

— Если говорить про тяговые протезы, то мы их уже активно устанавливаем, на них получена декларация соответствия. Поэтому детям и взрослым их можно поставить за счет государственных компенсаций. У нас уже прошло более 30 установок.
С бионическим протезом кисти мы планируем выходить на рынок к началу 2017 года, но первые открытые испытания будут уже в этом октябре на соревнованиях в Цюрихе.

— В чем суть другого вашего проекта — «Реабот»?

— Мы занимаемся разработкой механотерапевтического тренажера для восстановления мелкой моторики рук людей, переживших инсульт. Здесь представлен один из первых прототипов. Тренажер надевается на пораженную руку, и пять линейных активаторов или, иначе говоря, двигателей, расположенных на тыльной стороне перчатки, приводят в движение пальцы пациента. В дальнейшем мы планируем внедрить в эту систему нейроинтерфейс. С этим продуктом мы планируем выйти на рынок как минимум через год, потому что нам еще предстоит доработать прототип и пройти долгую процедуру клинических испытаний.

«Человек сможет полноценно управлять бионической рукой»

Проблема большинства роботизированных протезов в том, что в них заранее программируется некоторый набор движений, который сможет выполнять рука. Это достаточно неестественно и сковывает движения человека. Наталья Иванюк, генеральный директор компании «Бионик Натали» рассказала, как она поставила цель решить эту проблему и разработать на основе искусственной нейронной сети протезы, которые будут выполнять любые пожелания человека.

— Вы пытаетесь научить роборуки думать?

— Мы создаем бионические протезы рук, которые работают на основе искусственной нейронной сети. Идея в том, чтобы человек не испытывал дискомфорта, когда управляет бионическим протезом. Потому что сейчас основа систем управления протезом строится на двух сигналах — сжатие и разжатие, а затем линейно программируются конкретные движения, которые рука может делать.

Благодаря нашей системе, человек сможет полноценно управлять бионической рукой. Мы уже проработали некоторые алгоритмы и протестировали их на людях с ограниченными возможностями, и алгоритмы показали достаточно хороший результат — 85% точности. Но мы хотим довести его до 100%, чтобы не было вообще никаких ошибок в распознавании сигналов.

— На каком этапе сейчас находится разработка роборуки?

— Мы ведем полноценное тестирование, наша нейронная сеть требует постоянных проверок, улучшений, оптимизации и набора данных. Сейчас мы разрабатываем четвертый прототип, который также будем постоянно улучшать. Регистрацию продукта, клинические испытания и продажи мы планируем на следующий год.

— С таким сложным продуктом, наверное, планируете выходить на зарубежные рынки?

— Конечно, наш основной фокус именно на мировом рынке. Российский рынок мы видим больше как благотворительный, потому что у нас не все нуждающиеся могут себе такое позволить, и мы собираемся взаимодействовать с государством для этого. Мы планируем проводить ежегодный тендер примерно на 10 протезов, которые будем устанавливать бесплатно.