Powiadam ci: wstań

Najlżejszy i najtańszy jak dotąd egzoszkielet dla sparaliżowanych zaprezentowali naukowcy z Berkeley.

Publikacja: 16.02.2016 17:51

Steven Sanchez ma szansę chodzić po pięciu latach spędzonych na wózku

Foto: materiały prasowe

Nowe urządzenie wspomagające chodzenie kosztuje 40 tys. dolarów. To wciąż drogo, ale dotychczas tego rodzaju egzoszkielety były dwa razy droższe. Jeżeli uda się jeszcze bardziej obniżyć cenę, do kilku tysięcy dolarów, egzo- szkielety będą mogły konkurować z inwalidzkimi wózkami elektrycznymi. Spacerujący w nich ludzie rzeczywiście pojawią się na ulicach miast.

Twórcami maszyny, która nosi nazwę Phoenix, są inżynierowie z firmy SuitX w Berkeley w USA, która została założona przez pracowników Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.

Najpierw rower, potem wózek, teraz kule

Egzoszkielet Phoenix składa się z ortez, czyli protez ortopedycznych, jakie zakłada się przy złamaniach zamiast gipsu. Do nich przyczepione są silniczki wprawiające poszczególne elementy w ruch. Pacjent chodzi, naciskając guziki ukryte w rączkach kul.

Silniczki działają bezszelestnie i umożliwiają spacerowanie z prędkością 1,8 km/h. Baterie umieszczone są w plecaczku i starczają na osiem godzin. Cały system waży 12 kg – zarówno pod względem wagi, jak i pod względem ceny nie ma dziś dla niego konkurencji.

Jednym z pierwszych pacjentów, który testuje egzoszkielet Phoenix, jest Steven Sanchez, nigdyś wysportowany mężczyzna, dziś sparaliżowany od pasa w dół wskutek wypadku na rowerze BMX. Dla Stevena Sancheza możliwość wstania z wózka i chodzenia jest nie tylko miłą odmianą po pięciu latach spędzonych na wózku, ale też sposobem na walkę z odleżynami, dolegliwością częstą wśród użytkowników wózków.

Sanchez to silny, młody mężczyzna, nawet gdy nie miał do dyspozycji egzo- szkieletu, próbował chodzić albo przynajmniej stać, używając samych kul. Jednak ludzie starsi, dzieci albo po prostu osoby mniej sprawne nie są zdolne do takiego wysiłku.

– Nie możemy wyleczyć tych ludzi – mówi prof. Homayoon Kazerooni, szef i założyciel firmy SuitX – ale możemy przynajmniej zapobiec przykrym następstwom wynikającym z ich nieprzerwanie siedzącego trybu życia.

Praca nad urządzeniem Phoenix rozpoczęła się w roku 2000, kiedy to amerykańska agencja wojskowa DARPA zamówiła na Uniwersytecie Kalifornijskim egzoszkielet wojskowy pomagający nosić żołnierzom ciężary. Kazerooni i jego koledzy opracowali wtedy maszynę o nazwie BLEEX (Berkeley Lower Extremity Exoskeleton). Jest to egzoszkielet, dzięki któremu człowiek dźwigający ponadtrzydziestokilogramowy plecak, czuje się, jakby niósł pakunek ważący niewiele ponad kilogram. To urządzenie skomplikowane i ciężkie (45 kg), ale umożliwia szybkie chodzenie, truchtanie, sprawne wchodzenie po schodach.

Drugim egzoszkieletem wojskowym, który opuścił Laboratorium Robotyki w Berkeley, był HULC, którego zadaniem było dźwiganie bez zmęczenia jeszcze większych ciężarów (90 kg). Licencję na produkcję urządzenia wykupiła firma Lockheed-Martin. Koncern wciąż rozwija urządzenie, ale jak dotąd nie zdecydowano się na wypróbowanie go w warunkach bojowych.

Sparaliżowany odbiera dyplom

Podczas pracy nad maszynami BLEEX i HULC Kazerooni pomyślał, że dobrze by było, gdyby podobne egzoszkielety mogły kiedyś trafić do osób cierpiących na paraliż kończyn dolnych. W tym celu uprościł i odchudził maszynę, jak tylko się dało.

Pierwszą odsłonę medyczny egzoszkielet z Berkeley miał w roku 2011, kiedy podczas uroczystego zakończenia roku akademickiego użył go jeden ze studentów odbierających dyplom. Jednak ówczesna wersja wymagała jeszcze użycia balkonika, obecna jest znacznie bardziej stabilna i lżejsza.

Wielką zaletą egzoszkieletu Phoenix jest to, że jest konstrukcją modularną. Może być równie dobrze używana przez kogoś cierpiącego na zupełny paraliż kończyn dolnych, jak i przez kogoś z jednym uszkodzonym kolanem. W tym drugim przypadku pacjent będzie mógł zrezygnować z noszenia większości części. Modularność powoduje też, że egzoszkielet łatwo można dostosować do osób o różnej budowie fizycznej: wyższych i niższych, grubszych i chudszych.

Pacjenci testujący egzo- szkielet Phoenix grali nawet w nim w piłkę nożną. Jednak jak twierdzi Kazerooni, najważniejsze jest nie chodzenie, nie gra w piłkę, ale to, że mogą być wreszcie niezależni.

Arabska nagroda pomoże dzieciom

Głównym celem, jaki przyświeca prof. Kazerooni, jest produkcja egzoszkieletów dla dzieci. Naukowiec twierdzi, że wczesne umożliwienie chodzenia dzieciom, które z powodu choroby (np. porażenia dziecięcego lub rozszczepu kręgosłupa) nie mogą się poruszać, skieruje je na zupełnie inną ścieżkę rozwoju. Ograniczy wady anatomiczne oraz umożliwi w miarę normalne życie, co przełoży się na stan psychiczny małych pacjentów.

Wszystko wskazuje na to, że Kazerooni będzie mógł zrealizować swój plan. Jego prototypowy egzoszkielet dziecięcy zdobył właśnie główną nagrodę na organizowanym w Zjednoczonych Emiratach Arabskich konkursie „Robotics for Good".

Zwycięski projekt został wsparty sumą miliona dolarów.

– Celem naszego zespołu jest opracowywanie jak najtańszych produktów, które będą mogły być używane przez ludzi na całym świecie – powiedział prof. Homayoon Kazerooni, gdy odbierał nagrodę. – Dla dziecka to wielka różnica, czy będzie się poruszało na wózku, czy będzie chodzić. Użyjemy pieniędzy z nagrody, by skonstruować tani i użyteczny egzoszkielet dla dzieci – zapewniał kalifornijski naukowiec.