Сам проект был разработан и реализован в течение года. В августе прошлого года была сформулирована задача и основные этапы ее реализации. Первый прототип был смонтирован и протестирован ноябре 2021 г. Далее специалисты приступили к разработке приводов и проведению виброакустических исследований трения, параллельно отрабатывая программный код приводов. В процессе монтажа и проверки отдельных модулей нередко обнаруживались любопытные конструктивные особенности, а также выявлялись и устранялись различные неполадки.
Робототехническая система, разработанная партнерами «Симметрии», призвана решать задачу быстроты и точности движений кисти и пальцев за счет биологически инвариантной кинематики и синергии работы приводов, управляемых двухуровневой АСУ нейросетевой архитектуры с биологической обратной связью.
Разработчики проекта точно воспроизвели анатомическое устройство скелета кисти, ее связочного и сухожильного аппарата, деформационные свойства хряща и наделили модуль особыми линейными приводами. Сама система управления модулем автономна. По определению специалистов, роботизированный модуль уже знает, что он - рука, поэтому количество необходимой информации от человеческого организма оказывается минимальным. Это, в свою очередь, минимизирует помехи прямой и обратной связи между пациентом и протезом.
«В настоящее время предметом широких дискуссий в среде тех, кто занимается бионикой и искусственным интеллектом является вопрос биологических параметров биотехнических систем: что можно считать проявлением живого с точки зрения биотехнологии? Нужны ли все параметры, или можно обойтись их частью? Как эти параметры идентифицировать? - объясняет Алексей Кириченко, руководитель направления биокибернетических систем Фабрики инженерных проектов «Симметрия», - В процессе разработки нашего проекта мы пошли по пути копирования у живой природы ее геометрии, динамики трения, деформации и управления. В результате наш модуль реализует движения, очень близкие естественным движениям кисти, то есть может строить произвольное многообразие хватов. Это, в свою очередь означает, что пациенту и модулю будет легко интегрироваться в одну систему, ведь человек сохранил сведения о работе его конечности, а робот имеет на борту карту возможных и взаимосвязанных перемещений. Тематика использования «схемы тела» в биотехнических системах очень обширна и сложна, в двух словах ее не опишешь. Высокая степень подобия структуры и функции кисти человека – вот самое важное качество нашей системы».
В новом проекте партнера «Симметрии» были воспроизведены и синтезированы геометрические и динамические параметры кисти человека, а также параметры управления, чем достигнута высокая степень их взаимного структурно-функционального соответствия. Именно уникальность уровня взаимной интеграции элементов в системе экзопротезирования, являющаяся не только российским, но и мировым достижением, и стала, по мнению эксперта, решающим фактором для включения проекта в систему Сколково.
«Подобной кинематической структуры мы не нашли ни у отечественных производителей, ни у иностранных, - уверен Алексей Кириченко,- Связано это, по нашему мнению, с тем, что специалистов, одновременно имеющих знания микроанатомии и механики кисти, ее нормы и патологии, очень мало. Инженеров, владеющих тонкой динамикой живых систем, тоже совсем не много. Таким образом, вероятность разработки специальной биотехнической системы, отличающейся высокой мерой структурно-функционального соответствия, стремится к минимуму. А в нашем коллективе это работает».