Ракетно-космическая корпорация «Энергия» просит Минпромторг продолжить финансирование работ по созданию опытного образца искусственной руки, точно синхронизированной с человеком. Речь идет о создании протеза кисти, очень напоминающего кибернетическую руку героев «Терминатора» и «Звездных войн». Безрукие инвалиды, подключившись к устройству, смогут не просто шевелить несколькими искусственными пальцами, но и сжимать их точно в зависимости от мысленного усилия, как если бы сжимались пальцы собственной руки. Эти же технологии могут найти применение при создании экзоскелетов для мощных боевых машин, повторяющих движения человека.

Согласно годовому отчету РКК «Энергия», компания подала заявку в Минпромторг на финансирование разработки в рамках федеральной целевой программы «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности» еще в прошлом году. По словам разработчиков, согласованна и сумма субсидии — 90 млн рублей. Однако в этом году ни одного правительственного транша не поступило, в корпорации рассчитывают, что средства начнут приходить в 2013 году.

— Мы очень бодро стартовали. Первые предварительные эксперименты показали, что протез действует, стало понятно, как доработать его конструкцию. Опытно-конструкторские работы будут продолжаться еще год-полтора, многое зависит от финансирования работ, — рассказал знакомый с ситуацией источник в РКК «Энергия».

В разработке помимо подразделения «Энергии» — Завода экспериментального машиностроения (ЗЭМ) — участвуют специалисты МГТУ имени Баумана, ФБГУ «Санкт-Петербургский научно-практический центр медико-социальной экспертизы, протезирования и реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта и ООО «Микропривод».

Декан факультета биомедицинской техники МГТУ имени Баумана Сергей Щукин уверен, что по функциональным особенностям отечественное изделие будет превосходить зарубежные образцы. В «Энергии» добавляют, что производители протеза учтут и российские реалии — отсутствие сети специализированных центров обслуживания инвалидов, поэтому протез должен будет бесперебойно действовать весь срок своей эксплуатации. 

Хотя в протезе будут реализованы функции, считающиеся базовыми для таких моделей (схват в щепоть, схват в кулак с дожатием, раскрытие кисти и ее вращение, отведение указательного пальца), разработчики говорят, что устройство будет принципиально новым и более функциональным благодаря научному открытию, которое лежит в основе проекта.

Биоуправляемые протезы действуют по схожему принципу: пациент мысленным усилием старается передать фантомное движение своей отсутствующей конечности, из-за этого на нервных окончаниях культи возникает электрический импульс, оставшиеся мышцы сокращаются. Электрод, который крепится к коже в определенном участке культи, рядом с нужней мышцей, распознав этот импульс, отдает сигнал мотору — и тот приводит протез в движение.

— Основная проблема в том, что электрические сигналы в мышцах слишком слабы, а электроды чувствительны к качеству контакта с кожей и подвержены внешним шумам (влиянию электромагнитного поля). В итоге протез получает лишь две команды: начать движение, остановить движение, — объясняет Щукин. — Пропорционального управления движением в этом случае добиться не получается. То есть кисть будет сжиматься с одной и той же силой до тех, пор пока не поступит команда остановиться. Сжать предмет немного или с точностью придать кисти нужный вид не получится. Но мы сумели организовать пропорциональное управление, за счет которого точность действий инвалида значительно возрастает. Ему, например, будет проще удерживать любые предметы, спокойно перемещать их.

«Выбранный способ инициирования управляющих сигналов, используемый в этой системе, не имеет аналогов в мире и позволяет существенно увеличить функциональные возможности инвалидов с ампутационными дефектами верхних конечностей», — сообщает своим акционерам РКК «Энергия» в годовом отчете.

— В принципе информацию о степени сокращения сохраненных мышц и об уровне импульса можно получать разными методами: электромагнитными, оптическими, акустическими, с помощью накожных электродов. Могу сказать, что у нас используется комбинированный, абсолютно новый принцип, — говорит Щукин.

Технология, легшая в основу протеза, применима в промышленности и медицине и военной технике, уверены разработчики.

— В перспективе такая кисть, например, сможет производить сжатие с силой в 200–300 кг. То есть будет получен инструмент, необходимый при проведении многих работ, требующих значительных усилий. Кроме того, этот же принцип поможет в проведении некоторых хирургических операций. Во многих сферах вскоре будут востребованы устройства, которые пропорционально, кратно увеличивают силу оператора. В том числе это касается переднего края военной отрасли — создания боевых экзоскелетов, — обрисовывает перспективы Щукин.

Специалисты отнеслись к новости о создании принципиально нового российского протеза сдержанно. По их утверждениям, устройства, в точности повторяющие движения оператора, существуют, а лучшие на сегодняшний день протезы дают больше свобод инвалиду, чем заявленные российским разработчиком: например, кисть BeBionic может шевелить каждым пальцем в отдельности, а не только сжимать три фаланги в щепоть или все пальцы в кулак.

— Судя по всему, речь идет о принципе, который уже работает в наших моделях. Искусственная рука сжимается и разжимается в зависимости от наличия и длительности сигнала, который снимается с мышцы. Инвалид может в любой момент остановить сжатие. Поэтому не очень понятно, в чем состоит изобретение коллег, — говорит руководитель направления по оказанию протезно-ортопедических услуг российского офиса компании Otto Bock Нина Мачихина.

По словам протезиста Артура Саркисяна, который побывал на выставке Orthopedia+Reha-technik 2012, где демонстрировались последние достижения этой сферы, сейчас важнее добиться не принципа пропорционального управления, а принципа проприоцетивного управления, то есть создания протеза с обратной реакцией, умеющего передавать тактильные ощущения. Над этим и работают крупные производители спецтехники. Принцип пропорционального движения, по его словам, давно реализован. Кроме того, протезисты работают над увеличением чувствительности протезов, проводя хирургические операции и присоединяя электроды к нужным группам мышц. 

В то же время эксперты признают, что российский протез может составить конкуренцию иностранным благодаря своей стоимости. Цена отечественного протеза будет составлять 250–270 тыс. рублей, в то время как протез в Otto Bock стоит около 500 тыс. рубле