«Продлить трудоспособный возраст»: разработчик — о влиянии экзоскелетов на здоровье человека и экономику России

— Не могли бы объяснить, что такое экзоскелет и зачем он в принципе необходим?

— Слово «экзоскелет» многих по-прежнему удивляет и даже немного пугает. Правда, ситуация довольно динамично меняется. «Диковинку» всё шире и шире используют в промышленности, сельском хозяйстве, логистике и медицине.

Экзоскелет стоит понимать как средство разгрузки опорно-двигательного аппарата (ОДА). Чаще всего мы говорим о спине и пояснице — именно они страдают больше всего, а нередко и почти полностью выходят из строя.

Экзоскелеты можно разделить на три типа: активный, пассивный (разгрузочный) или полуактивный. Активный подразумевает наличие разнообразных приводов и средств человеко-машинного взаимодействия. Он даёт гораздо больше физических возможностей, но вместе с тем довольно громоздкий и не может функционировать без источников электроэнергии.

Пассивный экзоскелет кратно дешевле и конструктивно проще. Он не требует источников питания, легче в управлении, и его можно использовать столько, сколько потребуется. Вместо силовых элементов, которые интегрированы в активный, здесь работает механика — пружины, резинки, шарнирно-рычажные устройства.

• Пассивный экзоскелет от ProExo
• © компания ProExo

Пассивные экзоскелеты бывают каркасными и корсетными. Последние ещё называют «мягкими». Это условное деление, но оно позволяет лучше понять их сущность и предназначение.

Каркасный экзоскелет обладает жёсткими элементами, которые дублируют кости человека и перераспределяют нагрузку с одних частей тела на другие или полностью отводят её. К каркасу крепятся упругие элементы (резинки, пружинки), которые фактически дублируют мышцы.

Корсетный экзоскелет не имеет жёстких опор. Он лишён функции дублирования костной системы и построен на основе мягких пружин, перераспределяющих нагрузку с разных групп мышц.

Также по теме

Тоньше человеческого волоса: российские учёные создали магнитные микропровода для умных материалов

Исследователи из НИТУ МИСИС разработали систему, которая позволяет дистанционно отслеживать деформации в различных объектах. Такая...

При всех достоинствах каркасный экзоскелет обычно больше сковывает движения по сравнению с «мягкими» экзоскелетами, но он более эффективен в узкопрофильных задачах.

— Станут ли экзоскелеты широко востребованной продукцией?

— Непременно. Главный фактор — это дефицит рабочей силы. Существуют разные оценки и прогнозы, но нашей экономике сейчас и в последующие годы будет не хватать несколько миллионов человек. Причём значительная масса дефицитных кадров — это работники физического труда.

Конечно, сократить кадровый голод способны новые станки и роботизация. Но, как показывает зарубежный опыт, существует предел автоматизации производства. Иными словами, роботы заменят человека лишь частично. Рабочие руки будут требоваться всегда и в довольно большом количестве.

В этом контексте массовое внедрение экзоскелетов помогает решить сразу несколько проблем. Прежде всего они позволят снизить количество травм на производстве и станут, на наш взгляд, лучшей профилактикой заболеваний, которые вызывает перенапряжение ОДА.

Согласно отечественным нормам труда, мужчина за одну рабочую смену может только один раз поднимать груз весом 50 кг, а постоянно — не более 25 кг. Нормативы у женщин — не более 15 кг разово и не более 10 кг постоянно.

Все мы прекрасно понимаем, что такого не бывает. Ситуацию ухудшает и то обстоятельство, что почти всегда человек поднимает грузы с согнутой или полусогнутой спиной. Ни о какой правильной осанке речи не идёт.

Также опорно-двигательному аппарату противопоказан монотонный труд, даже если он не сопряжён с подниманием тяжестей. Это работа на станках, конвейерах и в каком-то смысле — на компьютерах. Даже офисные работники, которые не обращают внимания на положение спины и шеи, рискуют быстро получить большие проблемы с ОДА.

Больше всего на рынке распространены промышленные экзоскелеты. Они довольно активно используются в западных странах, в Китае, Японии, Южной Корее. Можно найти данные, что благодаря экзоскелетам производительность труда в таких сегментах, как металлургия, нефтегаз, машиностроение, логистика, сельское хозяйство и транспорт, повышается на 80%.

• Облегчённый вариант пассивного экзоскелета
• © компания ProExo

Не знаю, насколько это правда, но экономический эффект от массового использования промышленных экзоскелетов будет по меньшей мере впечатляющим. В конечном итоге России удастся продлить трудоспособный возраст наших людей и одновременно сберечь их здоровье. Проблему дефицита рабсилы полностью, наверное, не решить, но уменьшить её точно удастся.

В сфере здравоохранения экзоскелеты однозначно пригодятся медсёстрам и санитарам, которые переворачивают и поднимают больных. Для самих пациентов экзоскелеты нужны как средство реабилитации. Так они начинают ходить, возвращаются к нормальной жизни.

— Помогут ли экзоскелеты ветеранам СВО?

— Безусловно. Они потребуются не только для реабилитации наших воинов. Экзоскелеты дадут возможность передвигаться даже с тяжёлыми увечьями и протезами. Многие ветераны смогут вернуться к трудовой деятельности, не сопряжённой с большими физическими нагрузками.

Также по теме

День российской науки 2025: как отечественные учёные меняют будущее

За последние несколько лет российская наука сделала значительные шаги вперёд, запуская амбициозные проекты. Активно развиваются...

— И всё же у экзоскелетов есть масса издержек. Собственно, они наверняка и препятствуют их широкому использованию.

— Издержки есть, но я бы не сказал, что их масса. Больше всего хлопот у разработчиков активных экзоскелетов. Их конструкция ещё слишком несовершенна — они громоздкие и пока не способны поспевать за движениями, которые хочет сделать человек. Если же говорить про пассивные экзоскелеты, то в этом сегменте ситуация более чем благоприятная.

Из издержек пассивных изделий могу назвать необходимость привыкания, которое занимает два-три дня. Но уже в самой ближайшей перспективе пассивные экзоскелеты будут становиться удобнее. Я уверен в этом, потому что вижу, как быстро совершенствуются материалы — имею в виду композиты, которые становятся всё легче и прочнее.

— Каких результатов на сегодняшний день достигла ваша компания?

— За последние годы ProExo выросла из стартапа, существовавшего в контуре «Ростеха», до, пожалуй, крупнейшего в России разработчика промышленных экзоскелетов. Наша продукция поставляется широкому спектру заказчиков, работающих в тех отраслях экономики, о которых я говорил выше. Но главным образом поставки идут работникам складов, конвейерных производств, логистики.

Постоянно появляются новые потенциальные заказчики, которые рассматривают экзоскелеты как средство повышения производительности труда. Также нас часто просят создавать совершенно новые изделия для специфических трудовых операций — где-то необходимо разгрузить ноги, плечи, кисти и даже пальцы рук.

• Пассивный экзоскелет для рабочих специальностей
• © компания ProExo

С учётом многообразия запросов и потребностей компания ProExo сосредоточилась на выпуске модулей, которые, если необходимо, без проблем собираются в полноценный экзоскелет.

Как пример — комплектация Super Lite. Модуль предназначен для разгрузки мышц спины при работе с грузом в наклоне, а также для переноса груза на расстояния без наклона. Общая масса изделия — всего лишь 1,9 кг. В его состав входят пояс, манжета груди, упругая пластина, перфорированный умягчитель спины, набедренные манжеты и компенсаторы веса.

Super Lite позволяет человеку сохранять правильную осанку, до 50% снизить нагрузку на мышцы спины, снизить компрессию позвоночника при подъёме тяжести. При должной сноровке он надевается меньше чем за минуту и легко регулируется под антропометрию человека.

К этому модулю можно установить так называемые «дуги» — это устройства для разгрузки рук. Такие компенсаторы веса нужны, когда мы имеем дело с довольно тяжёлыми грузами, которые необходимо перекладывать или переносить.

• Пассивный экзоскелет с «дугами» для работников склада
• © компания ProExo

Так мы получаем комплектацию Boost. «Дуги» крепятся к упругой пластине на спине и с помощью манжет — к рукам. Получается система, которая ещё больше снижает нагрузку на спину и ещё разгружает руки.

Этот экзоскелет можно назвать улучшенной версией Lite. Он потяжелее, но даёт больше возможностей при длительной работе в наклон или при горизонтальном переносе. Благодаря этому экзоскелету нагрузка со спины уходит на бёдра. Он пригодится, помимо грузчиков, и каменщикам, и кузнецам, и представителям других профессий.

Наиболее доступным по цене изделием является комплектация Ultra. Она обойдётся в 11 тыс. рублей. Изделие очень простое, но успешно выполняет три базовые задачи: снижает нагрузку на мышцы спины, поддерживает правильную осанку, уменьшает вероятность компрессии (повреждения) позвоночника. На наш взгляд, такой бюджетный вариант подходит дворникам, уборщикам, сельхозработникам, садовникам и дачникам, а также всем тем, кто вынужден часто наклоняться или длительно выполнять работы в наклон.

• Облегчённый вариант пассивного экзоскелета
• © компания ProExo

Также выпускаем более сложные специализированные экзоскелеты. В частности, комплектация Baikal создана для сотрудников сферы производства и доставки воды. Она сконструирована для горизонтального перемещения груза на уровне пояса и тем самым облегчает переноску бутылей. Один человек может без риска для ОДА переносить по два бутыля объёмом 19 л. Общая масса комплекта — 2,5 кг.

Комплектация Lite Hand наиболее востребована, когда приходится продолжительное время держать руки поднятыми над головой или поднимать тяжести до уровня или выше головы. Этот экзоскелет актуален для монтажников натяжных потолков, механиков по ремонту ходовой части автомобиля.

Особым изделием можно назвать элемент «Твёрдая рука». Она эффективна, когда рабочему требуется длительное время не сгибать кисть. Чаще всего это работа с дрелью, шуруповёртом, болгаркой. Подойдёт «Твёрдая рука» и для переноса грузов в ситуациях, когда серьёзно возрастает нагрузка на запястье и кисть.

Безопасность и эффективность всей нашей серийной продукции подтверждена сертификатами качества государственного образца и заключениями Научно-исследовательского института медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова.

— Планируете ли вы разработать новые промышленные экзоскелеты?

— В настоящее время в фокусе ProExo порядка десяти перспективных проектов. Они связаны с усовершенствованием серийных моделей и созданием образцов под особые требования наших заказчиков. Также разрабатываем изделия для медработников на основе популярных промышленных экзоскелетов.

— Есть ли у вас проекты в сегменте активных экзоскелетов?

— Сейчас в коллаборации с рядом крупных отечественных компаний проводим исследования, которые, как мы надеемся, обеспечат нам научно-техническую базу для создания полноценных активных экзоскелетов.

Например, вместе с «Экзо Солюшенc» и «Социальным кодом» создаём программное обеспечение на основе искусственного интеллекта. Оно будет собирать и анализировать информацию во время использования опытных моделей активных экзоскелетов. Это поможет постоянно улучшать их конструкцию и внедрить мониторинг рабочего процесса и физического состояния людей.

• Эскизный вариант активного экзоскелета
• © РИА Новости / Евгений Одиноков

— Как вы оцениваете перспективы внедрения активных экзоскелетов? Кому они больше всего понадобятся?

— Главные проблемы, которые стоят на этом пути, — это разработка компактных приводов, малогабаритных и при этом достаточно мощных источников питания. Ещё один вызов связан с необходимостью сверхточной синхронизации взаимодействия между человеком и экзоскелетом.

В решении последней проблемы нам как раз должны помочь искусственный интеллект и стремительный прогресс в робототехнике. По сути, активный экзоскелет должен быть гуманоидным роботом — андроидом. Первые такие модели могут появиться в России в течение одного—трёх лет. По крайней мере, мы с партнёрами ставим себе именно такие сроки.

Уверен, что активные экзоскелеты в определённых сегментах трудовой деятельности заменят пассивные. Но, пожалуй, самое главное, что они дадут несравнимо больше свободы людям с ограниченными возможностями. Прежде всего мы говорим о тех, кто лишён способности самостоятельно передвигаться.