Момо Саттон ( Momo Sutton) с сияющим лицом танцевала вокруг парня с коробкой, а все окружающие затаили дыхание. Он достал оттуда бионический протез руки и девочка надела его. У неё уже были запланированы движения.
Смотри, я могу ударить!
Теперь «ОК» — мой любимый знак!
Посмотри! Я показываю сердечко!
Я просто даю всем пять! Обожаю это делать!
Роботизированная рука из Lego
Эта история началась в Колорадо, США. Истон ЛаШапель (Easton LaChappelle) всегда любил возиться с электроникой. Однажды он даже разобрал и собрал микроволновую печь и радиоприёмник.
В 14 лет ради веселья он придумал роботизированную руку. Она была создана с помощью конструктора Lego, рыболовной лески, изоляционных трубок для проводов и нескольких двигателей от радиоуправляемых самолётов. Для того, чтобы усовершенствовать её, он общался с международными экспертами по почте и Skype, так как в его маленьком городке не было людей, разбирающихся в робототехнике.
«Сегодня столько всяких возможностей для поиска информации, — рассказывает Истон. — Я смог общаться с людьми по всему миру. Они не знали, что мне 14 лет и я из Колорадо. Для них я был парнем, который хочет узнать как можно больше об электронике».
В 2011 году Истону исполнилось 16 лет. Тогда он купил напополам с родителями принтер за $500 и напечатал свою первую бионическую руку, работающую с мотором от стеклоочистителя. Человек мог двигать пальцами с помощью устройства регистрирующего электроэнцефолографицеский (ЭЭГ) сигнал от головного мозга. Он решил представить этот проект на научной ярмарке и встретил там маленькую девочку с протезом, который мог совершать один тип движения «Открыть/Закрыть».
«Эта вещь стоила $80 000. А я создал руку за пару сотен долларов в своей спальне. Я был в шоке», — вспоминает Истон.
Позже про его проект написали несколько научно-популярных изданий, например, Popular Science. Истон встретился с президентом США, Бараком Обамой, и прошёл летнюю стажировку в NASA.
Истон решил не идти в колледж и потратить это время на исследования, разработку и тестирование роботизированных рук. Он переработал Xbox Kinect для сканирования движения рук и пальцев, погрузился в изучение механизмов контроля мозгом мышц в организме и начал общаться с ампутантами для понимания функций, которые им могут потребоваться.
В то же время на него обратил внимание всемирно известный Тони Роббинс — гуру самосовершенствования. С его помощью в 18 лет Истон основал компанию Unlimited Tomorrow.
История Момо
Однажды Истону позвонил Захари Херст (Zachary Hurst), президент некоммерческой организации M.U.C.H. Foundation. Он рассказал историю десятилетней Момо Саттон ( Momo Sutton), у которой самой заветной мечтой был протез руки с двигающимися пальцами. Её семья не могла себе позволить купить его за $120 000. Эта история напомнила историю девочки с научной ярмарки и Истон решил попросить Момо поучаствовать в его новой разработке.
Идеи изобретателя вдохновили команду Microsoft и Истона пригласили в штаб-квартиру в Редмонде, США. Для него была выделена команда из 20 человек, вместе с которыми они придумали новое видение — печатать протезы на 3D-принтере и использовать ПО с открытым исходным кодом. После чего приступили к эксперименту.
Правая рука Момо заканчивается чуть ниже локтя. Для того, чтобы создать её точную копию, Истон отсканировал левую руку девочки с помощью обычной веб-камеры за 100$ и распечатанная потом на 3D-принтере с использованием УФ-смолы. Вся конструкция весит меньше 500 гр.
От верхней части бионической руки тянутся 3 электрода, которые прикрепляются к мышцам на руке девочки. В этот момент вступает в действие петля обратной связи, мозг начинает понимать, что будет происходить, когда двигается определённая мышца. Со временем движения становятся всё более естественными. Также сбоку есть маленькая кнопка, которую можно нажать, чтобы имитировать работу мышцы, когда контакт не устанавливается автоматически (например, если человек потеет). Одно нажатие и указательный палец тянется к большому, второе нажатие — и все пальцы сжимаются в кулак.
Система также позволяет определять уровень силы сжатия, когда человек берёт в руки предмет. Иначе говоря, Момо не раздавит чашку, если сама этого не захочет.
Жизнь без ограничений
Существует вполне очевидная проблема создания протезов для детей — из-за быстрого роста их необходимо менять каждые 1-2 года. Бионические протезы высокого качества могут стоить больше $100 000. И чтобы их получить, многим детям приходится ждать, пока они не станут взрослыми. Если посмотреть на проблему с другой стороны — это ограничивает детей в развитии, так как более дешёвые протезы не дают им приобретать новые навыки, например, рисование, письмо, катание на велосипеде и так далее.
Ситуация со взрослыми не лучше. Сегодня в США живёт около 2 млн людей с ампутированными конечностями, по данным Amputee Coalition. У кого-то это врождённое, кто-то потерял конечности во время аварии. Эта проблема особенно актуальна для развивающихся стран, в которых проходят военные действия. По данным Всемирной организации здравоохранения на сегодняшний день в них насчитывается более 30 млн ампутантов, из которых крайне маленький процент людей имеет доступ к протезированию.
Сейчас Истону 21 год. Его компания занимается разработкой программного обеспечения для автоматического создания в домашних условиях протезов, подобных бионической руке Момо.
«Мы хотим разработать очень дешёвое или бесплатное решение для людей с ампутированными конечностями», — говорит Истон.
Они сосредоточены на создании масштабируемого решения, которое в будущем может быть полезно не только людям с ампутированными руками или ногами, но и для восстановления подвижности у парализованных людей. По словам Истона, он уже сейчас видит множество направлений применения их разработок.