— соревнования, в рамках которых люди с ограниченными возможностями посредством специальных устройств соперничают друг с другом в выполнении повседневных задач — вроде подъёма по лестнице или передвижения на инвалидной коляске. Участники соревнований будут состязаться в шести дисциплинах. В них задействованы устройства для людей с ограниченной подвижностью, в том числе экзоскелеты и интерфейсы для контроля движений при помощи импульсов от головного мозга.

Apparat кратко рассказывает о том, что это за состязания и зачем они нужны.

Соревнования придумал Роберт Ринер, профессор сенсорно-моторных систем Швейцарского института технологий в Цюрихе. В своём тексте для издания The Conversation он объясняет, что такие соревнования нужны для дальнейшего развития технологий, помогающих людям с ограниченными возможностями. В определённой мере такие соревнования станут тестом для новейших приспособлений вроде бионических протезов. Первые тестовые соревнования прошли в июле 2015 года.

Протез ноги. Основная проблема таких протезов — их владельцам очень сложно подниматься по лестницам. У тех, у кого есть такая возможность, очень быстро садятся батареи. В рамках посвящённой этим протезам дисциплины участники соревнований будут пытаться подняться и спуститься по лестнице, встать из положения сидя и пробраться через «сложную среду».

Протезы рук. В рамках этой дисциплины участники состязаний будут при помощи искусственных рук выполнять задачи вроде открыть банку или перености крупный предмет. Людям с такими протезами сложно выполнять работу, в которой надо задействовать обе руки или где нужна мелкая моторика: например, при открытии банок. Опросы показывают , что примерно 60% людей с протезами рук не используют все их возможности.

Езда на велосипеде с поддержкой. Участники соревнований с параличом будут при помощи электростимуляции заставлять ноги крутить педали велосипедов. У людей, переживших паралич, есть проблемы с восстановлением функций мышц. Электростимуляция неэффективна: нужно время для привыкания, у неё ограниченный функционал, к тому же мышцы быстро устают. Куда лучше работают хирургически имплантированные системы, но они дорого стоят и несут владельцу больше риска.

Передвижение на креслах. Люди с нарушениями двигательных функций или параличом будут передвигаться на креслах по «пересечённой местности». У этих устройств есть две основных проблемы — они дорогие и на них не везде можно проехать. Причина этого — не только в несовершенстве конструкции, но и в отсутствии безбарьерной среды.

Гонки на экзоскелетах. Люди с ограниченными возможностями будут передвигаться наперегонки, используя компактный экзоскелет. При том что появляются относительные модели таких устройств, они работают недолго и весят слишком много.

Навигация силой мозга. Те, у кого парализованы все четыре конечности, могут использовать компьютерный интерфейс, работающий от импульсов головного мозга (BCI). На соревнованиях участники будут так управлять своим аватаром в компьютерных гонках. У BCI есть серьёзный недостаток: его сложно использовать за пределами лаборатории.

По словам Роберта Ринера, на Кибатлоне, в отличие от Паралимпийских игр, участники могут использовать любую техническую помощь, которая им понадобится. Таким образом в соревнованиях смогут принять участие люди с более тяжелыми повреждениями. «Цель соревнований не в том, чтобы быть самым быстрым или самым сильным, а скорее в том, чтобы быть наиболее умелым пилотом, который может использовать продвинутые технологии, чтобы справиться с вызовами ежедневной жизни», — объясняет Ринер.

Роберт Ринер, организатор первого Кибатлона

Кибатлон соберет вместе людей с ограниченными возможностями, исследователей и разработчиков, представители государства и других институций, финансирующих различные службы и исследования. Это покажет важность этой работы широкой публике. Мы надеемся, что со со временем эти устройства станут более доступными и более функциональными.

Мы уже в полной мере можем почувствовать на себе все преимущества зубных , которые создаются при помощи 3d принтеров. Это конкурентоспособное решение во многих моментах выигрывает перед классическими заменителями. Но что говорить о других частях тела? Насколько возможно их успешное протезирование, а также как сильно эти изделия компенсируют нехватку того или иного органа?

Дениз Шиндлер (Denise Schindler) – участница параолимпийских игр, родом из Германии, с недостающей ногой. Она завоевала серебряную медаль на соревнованиях 2012 года, которые проходили в Лондоне. Дениз потеряла часть ноги, которая находилась ниже колена, в детстве, в результате аварии. В настоящий момент она использует специально разработанный для езды на велосипеде протез.

Дизайнер Пол Сохи (Paul Sohi) работает над 3d печатным протезом конечности, который покажет свои возможности на паралимпийских играх 2016 года в Рио.

«Это будет первый в мире, созданный на 3d принтере протез, который используется на параолимпийских играх. Наши технологии уже достаточно мощные и разумные, чтобы начать сдвигать парадигмы в этой отрасли», говорит Пол Сохи.

Первые протезы Шиндлер были изготовлены вручную. Изготовление протезов человеком – дорогостоящий и трудоемкий процесс, поэтому на 3d печать возлагаются особые надежды. Изделия, созданные при помощи 3d принтеров, хотя и стоят довольно дорого, но ни на йоту не уступают в надежности классическим протезам. Сохи, в работе над 3d протезом, тщательно изучал стандартную замену, которую использовала Дениз.

«Процесс ручного изготовления протезов в настоящий момент занимает довольно много времени. Но 3d принтеры способны в десятки раз ускорить процедуру их создания. В отличие от стандартных методов, в качестве основного материала может использоваться прочное углеродное волокно».

В своей работе Сохи использует программный пакет Fusion 360, в котором он может создавать трехмерные модели протезов на основе данных, полученных в процессе 3d сканирования остатков ноги.

«Fusion 360 – это программный пакет, который позволяет одновременно создавать модели, анимировать их и производить множество других операций. При помощи этого продукта, мы можем оперативно вносить корректировки в модель протеза, а также наблюдать за тем, как происходит процесс печати. Последний этап очень важен, так как мы наблюдаем за всеми изменениями материалов, которые происходят в процессе формирования объекта».

Сохи рассматривает этот проект не как возможность помочь человеку передвигаться пешком, а как возможность получить золотую медаль на параолимпийских играх. Это значит, что он должен рассматривать множество факторов, таких как эргономика и аэродинамика. Особенно важным является последний пункт, так как именно от этого показателя зависят скорость и стабильность велосипедиста на трассе.

«Возможность цифрового распространения протезов позволит демократизировать процесс производства, и уже совсем скоро, каждый желающий сможет получить свое изделие в любой точке мира. Это очень важный шаг в становлении будущего протезирования».

Шиндлер будет обучаться передвигаться с новым протезом на различных дорогах Рио-де-Жанейро. Ее искусственная нога была распечатана в нескольких вариациях, но в итоге, производитель решил сделать ее составной, а в качестве основного материала использовать поликарбонат.

Дениз в настоящий момент проходит обучение именно с последней версией, но у нее остается еще масса времени для того, чтобы дизайнер смог повысить аэродинамические характеристики.

Дениз Шиндлер – это не только классический представитель целеустремленного человека, но и образец для подражания для тех людей, у которых полностью или частично отсутствуют некоторые конечности.

«Новая технология меня полностью удовлетворяет, но моя основная цель – сделать спортивный мир открытым для всех, у кого отсутствуют конечности. Существует большая разница между людьми, у которых просто нет руки или ноги и теми, кто может позволить себе жить с этим полноценно».

Успех этого проекта будет зависеть от того, как участники и судьи отнесутся к протезу. Если он даст неоспоримое преимущество владельцу то, как это повлияет на результат? Будут ли судьи лояльными, или же сочтут это за махинацию? Остается только ждать результатов игр и надеяться на то, что Шиндлер получит свою золотую медаль хотя бы за свое упорство, целеустремленность и желание сделать жизнь многих людей в этом мире, лучше.

Протезирование конечностей Протезирование конечностей – Спортивные протезы

ПРОТЕЗИРОВАНИЕ КОНЕЧНОСТЕЙ - СПОРТИВНЫЕ ПРОТЕЗЫ

Ампутация конечности - это операция, при которой врач отсекает пораженную конечность, всю или часть ее, для спасения жизни человека.

Протезирование — замена утраченных или необратимо повреждённых частей тела искусственными заменителями — протезами.

Физическая активность - это важный фактор, без которого невозможно оставаться здоровым и сохранять надлежащую форму в условиях современного мира.

Сегодня благодаря новейшим достижениям в области протезирования лицам, лишившимся той либо иной конечности уже нет необходимости полностью менять свою жизнь, ограничивая себя в движениях. При помощи протезов стало возможным не только чувствовать себя более-менее комфортно в быту, но и заниматься оздоровительными и даже профессиональными видами спорта.

Спортивные протезы как верхних, так и нижних конечностей изготавливаются сугубо индивидуально, с учётом особенностей культи, возраста, уровня активности и интересующего человека вида спорта. Это могут быть протезы для людей, которые занимаются бегом, увлекаются ездой на велосипеде, лыжным спортом, теннисом, гольфом, греблей, бейсболом, футболом, баскетболом, софтболом, хоккеем, лакроссом, плаванием, дайвингом, альпинизмом, тяжёлой атлетикой, фехтованием, боевыми искусствами, скачками и т.д.

На сегодняшний день уже многие спортсмены-инвалиды могут на равных конкурировать со своим здоровыми коллегами в таких видах спорта, как дорожные гонки, марафон, триатлон и др.

Производятся спортивные протезы из высокопрочных материалов полученных из сферы космических технологий с применением последних достижений нейробиологии, биомеханики, а также других инновационных областей знаний. К примеру, немецкая компания Отто Бокк разработала специальные карбоновые стопы C-Sprint и Sprinter, которые позволяют спортсменам-параолимпийцам показывать выдающиеся результаты в спринтерских забегах на сто, двести и четыреста метров, а также в прыжках в высоту, в длину. Протез C-Sprint был создан специально для спортивного бега. Его корпус изготавливается из углеволокна - гибкого, прочного и в то же время очень лёгкого материала, для остальных деталей используется алюминий, титановые сплавы и сталь. Вес такой искусственной ноги составляет всего около двухсот граммов. Состоит она из ста шестидесяти компонентов, работающих как единое целое.

Для передвижений в водоёмах и комфортного принятия душа и других водных процедур сейчас тоже существуют специальные протезы. Делаются они из слоистого пластика, благодаря чему обеспечивается их водонепроницаемость. Дополнительно в них могут быть просверлены кингстонные отверстия, уменьшающие плавучесть протезов в воде. Применяются здесь исключительно бесшарнирные стопы. Крепление происходит за счёт надмыщелкого захвата и особого резинового наколенника, кроме этого могут использоваться и замковые устройства для силикон-лайнеров. Протезы бедра крепятся на культю при помощи вакуумного крепления и имеют узел «колено-голень», также изготовленный из слоистого пластика.

Реалистично выполненная форма нижней конечности позволяет человеку безбоязненно ходить необутым по мокрому кафелю за счёт имеющегося специального рифления на поверхности стопы. Оно увеличивает надёжность сцепления протеза с полом и предохраняет пользователя от проскальзывания на скользкой и мокрой поверхности.

Найдите отличие. Сейчас владельцы искусственных конечностей могут получить индивидуальные протезы, как этот, например, полностью идентичный реальной ноге. Фото: The Artificial Limb Project.

После потери ноги в результате аварии на мотоцикле в 2009 году, спортсмен уже собрал настоящую коллекцию из 12 специализированных протезов, предназначенных для полноценных занятий спортом – от катания на горном велосипеде до сноубординга.

У Йозефа Metelka имеется сразу 12 ног — некоторые специально сделанные для занятий спортом. Фото: Huw Williams.

Первый протез был совершенно обычный, позволял стоять и ходить, в нем не было ничего особенного. Тогда же Йозеф познакомился со специалистами из центра реабилитации в Великобритании, и с того момента его коллекция «ног» начала расти.

Холодный дискомфорт. Оригинальная лыжный протез Йозефа Metelka был непригоден для использования в холоде, поэтому его необходимо переработать. Фото: Pace Rehabilitation.

В центре реабилитации приступили к проектированию набора конечностей, чтобы владельцы протезов смогли жить полноценной жизнью – активно отдыхать, кататься на лыжах, велосипедах, роликах и т.д. Каждый раз, когда Metelka хотел заняться каким-либо видом спорта, команда разрабатывала соответствующую «ногу».

Полезное погружение. Использование ласт позволяет тренировать другие мышцы ног, нежели те, которые получают нагрузку при ходьбе. Фото: Pace Rehabilitation.

Создание универсального протеза, который бы не ограничивал движений владельца ни в каких ситуациях и был бы по-настоящему гибким, как и настоящие человеческие конечности, не представляется пока возможным. Каждая из созданных ног спортсмена соответствует конкретной заданной цели. Такие характеристики, как вес, прочность и долговечность должны быть сбалансированы, а также необходимо и учесть воздействие окружающей среды: воды, грязи, льда.

В студии. Софи де Оливейра в процессе создания очередного шедевра альтернативных конечностей. Софи создает многофункциональные протезы. Фото: The Alternative Limb Project.

Для скоростного спуска на горных велосипедах инженеры разработали ногу, которая может поворачиваться на лодыжке и включает надежный амортизатор, способный выдержать нагрузку и падения вниз с крутых склонов.

Шасси. Протез для катания на горных велосипедах должен быть достаточно прочным, чтобы справиться с жесткими посадками. Фото: Pace Rehabilitation.

А вот для автомобильных гонок протезированная нога совсем другая – она сделана из углеводородного волокна, легкая и очень прочная.

Рука-гаджет. Рука оснащена лазером, увеличительным стеклом, прикуривателем и другими инструментами. Фото: Omkaar Kotedia / The Alternative Limb Project.

Metelka не единственный человек, пользующийся индивидуальными протезами. В последние годы появилось обилие специальных протезов, каждый из них индивидуален, как и сами люди, обращающиеся за их изготовлением. Например, Дэвид Блум заказал специальный съемный протез на ногу – для работы на ферме.

Спортсмен-экстремал Майк Шульц сконструировал для себя протез из велосипедных запчастей, когда стало ясно, что обычный протез просто не выстоит в суровой гонке.

Выйти из трудного положения

Пол Картер – еще один пользователь специализированных протезов, хотя его коллекция поскромнее. Родившись без рук и ног, имеет три пары искусственных ног, в том числе набор ходовых приспособлений. Лопасти этих приспособлений изготовлены из углеродного волокна и действуют как пружины. То есть невозможно устоять на месте во время их использования. Пол шутит на этот счет, говоря, что, когда он так пружинит с ноги на ногу, становится похоже, что ему нужно в туалет.

Высокая мода. Теперь можно выбрать не только, в чем выйти в свет, но и какого фасона надеть руку. Фото: The Alternative Limb Project.

Появление усовершенствованных материалов – титана, углеродного волокна, силиконового каучука – открыло для мира протезирования новые возможности и позволило протезам стать легче, прочнее и удобнее.

Протезирование, как искусство и самовыражение

Бесспорной королевой персонального протезирования является Софи де Оливейра Барата. У нее есть своя студия, которая выпускает самые уникальные и привлекательные протезы в мире. Каждое изделие студии – настоящее произведение искусства.

Sophie de Oliveira Barata. Nadav Kander / NYT Syndicate

Специализированные протезы облегчают жизнь и делают ее более полноценной и доступной людям, лишившимся конечности. Персональные протезы могут быть изготовлены настолько идентичными настоящим конечностям, что не отличить — повторяется не только цвет кожи, но даже веснушки с морщинами.

Ничего невозможного. Протез имитирует настоящую руку – вместе с веснушками и морщинами, если вы того пожелаете. Фото: The Alternative Limb Project.

Однако говорить о доступности цен на такие протезы еще рано. Разработчики так и говорят, что нынешняя стоимость чрезвычайно высока, и что такие протезы будут доступны только для немногих счастливчиков. Тем не менее, современные разработчики уверены, что их последователи найдут способ сделать проект дешевле и осчастливить гораздо большее количество людей.

Косметика под мышцы. Бывший солдат Райан Seary носит косметику, стилизованную под настоящие мышцы, которая надевается на его протез ноги. Фото: Omkaar Kotedia / The Alternative Limb Project.

В настоящее время благодаря новейшим достижениям в области протезирования лицам, лишившимся той либо иной конечности уже нет необходимости полностью менять свою жизнь, ограничивая себя в движениях. Сейчас при помощи протезов стало возможным не только чувствовать себя более-менее комфортно в быту, но и заниматься оздоровительными и даже профессиональными видами спорта.

Физическая активность - это важный фактор, без которого невозможно оставаться здоровым и сохранять надлежащую форму в условиях современного мира. Спортивные протезы как верхних, так и нижних конечностей изготавливаются сугубо индивидуально, с учётом особенностей культи, возраста, уровня активности и интересующего человека вида спорта. Это могут быть протезы для людей, которые занимаются бегом, увлекаются ездой на велосипеде, лыжным спортом, теннисом, гольфом, греблей, бейсболом, футболом, баскетболом, софтболом, хоккеем, лакроссом, плаванием, дайвингом, альпинизмом, тяжёлой атлетикой, фехтованием, боевыми искусствами, скачками и т.д. На сегодняшний день уже многие спортсмены-инвалиды могут на равных конкурировать со своим здоровыми коллегами в таких видах спорта, как дорожные гонки, марафон, триатлон и др.

Производятся спортивные протезы из высокопрочных материалов, как правило, полученных из сферы космических технологий с применением последних достижений нейробиологии, биомеханики, а также других инновационных областей знаний.

К примеру, немецкая компания Отто Бокк разработала специальные карбоновые стопы C-Sprint и Sprinter, которые позволяют спортсменам-паралимпийцам показывать выдающиеся результаты в спринтерских забегах на сто, двести и четыреста метров, а также в прыжках в высоту, в длину. В частности, протез C-Sprint был создан специально для спортивного бега. Его корпус изготавливается из углеволокна - гибкого, прочного и в то же время очень лёгкого материала, для остальных деталей используется алюминий, титановые сплавы и сталь. Вес такой искусственной ноги составляет всего около двухсот граммов. Состоит она из ста шестидесяти компонентов, работающих как единое целое.