ИИ, бионика и нейротех. Что происходит с рынком протезов конечностей

Крайняя необходимость

Самые первые протезы относятся еще ко временам Древнего Египта. Есть примеры и из Средневековья, и из Нового времени. Те, кто мог позволить себе замену, непременно пользовались представившейся возможностью. Сегодня таких возможностей больше, как и лиц, нуждающихся в протезировании. Цифры впечатляют: сегодня в мире около 60 млн людей хотя бы без одной конечности, и каждый год проходит свыше миллиона ампутаций — примерно одна каждые 30 секунд. Причины можно разделить на две основных категории: вызванные болезнями (диабет, онкозаболевания) и травмами. Соотношение порой может быть практически равным, как, например, в США, где из 2 млн лиц, прошедших через ампутацию, 45% потеряли конечность именно в результате полученной травмы — чаще всего, при ДТП.

В России число граждан, перенесших ампутацию, меньше, но тоже внушительное — порядка 500 тыс. человек. Это фактически население целого города средней величины со своими нуждами и потребностями, полностью удовлетворить которые наука пока не способна. Но улучшения есть — протезирование развивается, предлагая пользователям новые решения.

Протезы, применяемые для восстановления функций утраченной конечности, делятся на два основных вида: тяговые и бионические. Тяговые работают за счет специальных тяг — тонких «нитей» внутри конструкции. Человек управляет ими сам, просто сгибая или разгибая сустав. Такие протезы нетехнологичны, но относительно доступны — цена изделия составляет несколько сотен тысяч рублей.

Второй вид протезов, бионический, представляет собой роботизированную систему с внешним источником энергии. Это самые продвинутые модели — стоят они миллионы рублей, но именно с ними многие связывают надежды на полноценное возвращение к привычной жизни.

Современный бионический протез руки, например, способен существенно упростить быт: это кастомизированное решение, предлагающее несколько вариантов насадок и продвинутые функции. Они могут оснащаться сенсорными напальчниками, предлагать на выбор несколько десятков сценариев положений пальцев с учетом того или иного вида деятельности и в целом максимально, с поправкой на технологии, возвращать человека к жизни до ампутации. Есть даже функции контроля с помощью телефона, что очень полезно в случае, если пользователь имеет одну «живую» руку, с помощью которой может быстро менять режимы «хвата» на бионическом протезе.

Рынок движется вперед, но вместе с тем испытывает целый ряд проблем. И только высокими ценами на высокотехнологичную продукцию они не ограничиваются.

При этом эксперт добавил, что в плане верхней конечности технологии развиты куда лучше, чем в случае с нижней, подчеркнув, что на внутреннем рынке страны у отечественных производителей по-прежнему есть огромный потенциал.

Сейчас в России работают более сотни производителей протезов, половина из которых выпускает изделия на основе робототехники; рынок бионических протезов растет ежегодно на 20–25%. Более того, производителей поддерживает государство: в этом году Минпромторг предложил ввести балльную систему локализации при определении страны производства для сложных протезов с целью развития индустрии внутри страны. Картина выглядит достаточно светлой, но людям обещают революцию, которая, в теории, перевернет текущее положение дел, представив продукцию качественно нового уровня.

Шаг к технологиям

Во многих медицинских СМИ утверждают, что мир ждет волна протезов нового поколения — устройств, позволяющих еще сильнее стереть грань между искусственными и биологическими конечностями.

Основной фокус в таких «проектах будущего» уже традиционно делается на верхние конечности — большая часть инициатив, освещающихся в медиа, занимается разработкой именно роботизированных рук и кистей. С учетом того, что современная робототехника и сейчас вполне сносно может обеспечить выполнение бытовых задач, разработчики концентрируют внимание на бионических протезах с повышенной легкостью использования, стремясь к идеалу, когда механическая рука управляется так же просто, как и настоящая. Повысить уровень планируют двумя основными путями: за счет использования продвинутых алгоритмов и благодаря новым способам взаимодействия человека и машины.

К числу первых относятся проекты с ИИ, которому отведена лишь функция «угадывания» того, чего хочет пользователь на основе собираемых в реальном времени данных. Так возможно, например, предсказать намерение пожать руку собеседнику. Таким путем движется канадский проект SmartArm или исследователи из Вроцлавского технологического университета. ИИ позволяет протезу отслеживать сокращения мышц, характерные для того или иного жеста, запоминая паттерны и повторяя их в схожих ситуациях. По такому же принципу разрабатываются и проекты протезов нижних конечностей.

Но сигналы вовсе необязательно считывать с оставшихся мышц — их можно «отлавливать» еще на уровне работы мозга, и здесь работу ведут уже специалисты по нейротехнологиям.

Несмотря на успехи отечественных ученых, одним из самых громких «нейропроектов» пока выступает Neuralink — компания Илона Маска обещает «роботизированную руку или ногу, не уступающую, а может, и превосходящую биологическую». Да, для этого пациенту придется вживить чип себе в мозг. Но, как показывают тесты на парализованных пациентах, которые получили возможность «силой мысли» управлять курсором компьютера, перспективы у подобных решений есть.

Прогнозы говорят, что рынок ортезов и протезов к 2030 году достигнет отметки в $8,5 млрд по сравнению с $6,5 млрд в 2024 году. Но в погоне за перспективами разговоры о рисках практически не звучат, и такой подход уже становился причиной ошибок.