Бионические протезы ног выносливее “оригинала” (3 фото + видео)

Целью безногого профессора Хью Хэрра является желание создать протезы, превосходящие по функционалу настоящие ноги.

Несколько лет назад, опаздывая на очередную встречу с партнерами, Хью Хэрр, оставив свою Honda Accord на стоянке для инвалидов, буквально выскочил из машины и припустился бегом по тротуару, однако буквально через секунду его остановил полицейский. Хэрра попросили представить документы, разрешающие парковку в данном месте. Профессор указал на ветровое стекло своего автомобиля, на обратной стороне которого было приклеено удостоверение инвалида. Полицейский же смерил его долгим взглядом и сухо спросил: «А в чем состоит ваш физический недостаток?»

Высокий и стройный брюнет Хью Хэрр сделал шаг в сторону полицейского и спокойным тоном ответил: «У меня [короткое ругательство] нет ног».

В 17 лет Хэрр участвовал в альпинистском подъеме, но, к сожалению, восхождение оказалось неудачным: в результате обморожения ему пришлось ампутировать обе голени. Сегодня Хэрр возглавляет группу механотроники при лаборатории МТИ (Массачусетский технологический институт), основное направление которой – протезирование. Сегодня ему 45, и на протяжении 27 лет его главной целью по-прежнему остается создание искусственных нижних конечностей, которые будут лучше настоящих. Любимым «подопытным кроликом» для Хэрра является он сам. Как говорит ученый, «нет людей с ограниченными возможностями, есть лишь ограниченные возможности технологий».

В арсенале Хэрра есть ноги на все случаи жизни. В повседневной жизни он пользуется протезами со спрятанными в туфлях плоскими пружинами, сделанными из углеродного волокна. Когда выходит на утренние пробежки, то меняет их на длинные карбоновые дуги. Собираясь в горный поход, Хэрр надевает специальную, сконструированную им самим пару специальных «ног». Это длинные, сделанные из алюминия с небольшой резиновой стопой, протезы. Они напоминают металлические когти, которые заменяют альпинистские кошки. Директор группы механотроники считает отсутствие у него настоящих ног большим преимуществом, а не недостатком, так как вместо них он может вставить все, что угодно. Единственным ограничением являются лишь законы физики и фантазия человека.

Фантазия самого Хэрра последние несколько лет работает, так сказать, сверхурочно. Компания iWalk, которую ученый основал в 2006 году, рассчитывает в скором будущем запустить массовое производство протезов PowerFoot One. Это последняя и самая совершенная модель роботизированного протеза голеностопа, предполагаемая стоимость $10 000.

Бионические протезы ног выносливее “оригинала” (3 фото + видео)

PowerFoot способен автоматически регулировать положение стопы, благодаря мощному оснащению, которое состоит из трех встроенных микропроцессоров и 12 сенсоров. Процессоры и сенсоры замеряют инерцию, мощность, а также положение стопы, регулируют угол наклона стопы, уровень амортизации и жесткость протеза. Самое поразительное, что система пересчитывает показатели 500 раз в секунду! Таким образом, сенсорный контур обратной связи, подобной той, что используется нервной системой, и богатая библиотека образцов походки позволяет PowerFoot легко подстраиваться к ходьбе по разной поверхности. Также наклоняются мыски во время спуска по лестничным ступенькам, и еще протез может непринужденно покачиваться, когда человек сидит, закинув ногу на ногу.

Данная модель протеза единственная в своем роде, которая абсолютно не зависит от силы человека, носящего его. Протез оснащен системой пассивных пружин, а также 225-граммовой перезаряжаемой литий-фосфат-железной батареей. Материальный состав протеза включает алюминий, титан, пластик и углеродное волокно. Вся система обеспечивает тот же объем силы отталкивания от земли, что и настоящие мышцы и сухожилия человека — 20 Дж. Еще одной функцией PowerFoot является автоматическая подстройка мощности под скорость ходьбы, кроме того имеется ручная настройка изменения мощности протеза. Работает ручная настройка через мобильный телефон, оснащенный Bluetooth-гарнитурой. Один из участников-инвалидов, принимавших участие в проверке PowerFoot, признался Хэрру, что его здоровая нога намного чаще устает, чем та, что с протезом. На что ученый ответил: «Впервые не человек движет протезом, а протез передвигает своего носителя».

Среди испытуемых принимает участие и сам Хэрр. После необходимых доработок около 1000 экземпляров отправят в Министерство обороны США – для солдат, лишившихся ног в ходе военных действий в Ираке и Афганистане. Спонсорами проекта по протезированию в числе других являются армия США и ведомство по делам ветеранов.

Да, деньги играют большую роль в жизни, однако Хью Хэрром движет и моральный долг. В 1982 году, в том самом неудачном восхождении на гору Вашингтон, погиб Альберт Доу, член спасательной команды. С тех пор Хэрр чувствует себя обязанным использовать свои возможности и интеллект, чтобы помогать людям. Он воспринимает это как завещание, которое оставил ему Альберт Доу.

Спустя три месяца после ампутации Хэрр, обладая невероятной силой духа, совершил восхождение на гору с обычными протезами. А спустя еще три месяца он в своем гараже уже конструировал новые протезы, используя на практике все знания, полученные в школе Ланкастера с профессионально-техническим уклоном.

Бионические протезы ног выносливее “оригинала” (3 фото + видео)

Если до несчастного случая Хэрр собирался посвятить себя рабочей профессии, то после он стал целеустремленным до одержимости студентом. Получив диплом инженера-механика в МТИ, он заслужил докторскую степень Гарварда в области биофизики. Однажды, когда во время работы над диссертацией руку Хэрра поразил синдром запястного канала, не позволяющий писать и нормально управлять рукой, он прикрепил к оправе солнцезащитных очков карандаш и продолжил работу… головой, причем в самом прямом смысле. «Он работает до изнеможения, до полного истощения физических сил, — говорит Роджер Крам, профессор Университета штата Колорадо в Боулдере, бывший коллега Хэрра по Гарварду. — Каждый его шаг продиктован желанием усовершенствовать протезы».

Понятие «инвалидность» не должно быть клеймом, и Хэрр надеется, что люди переосмыслят свое отношение к этому. Херр был среди ученых, которые подтвердили, что южноафриканский бегун-спринтер Оскар Писториус, являясь инвалидом (ампутированы обе голени), должен иметь право участия в Олимпийских играх. Как оказалось, «спортивная» дискриминация коснулась и самого Хэрра. Многие сомневаются в том, что он стал вторым человеком в мире, который смог покорить без вспомогательного снаряжения известную для всех альпинистов скалу близ горы Индекс (в штате Вашингтон), при восхождении на которую он использовал специальные альпинистские протезы. «Если человек с физическим недостатком просто принимает участие в состязаниях, то им восхищаются, — говорит Хэрр. — Однако стоит ему победить, он тут же становится мошенником».

Кроме того, Хэрр верит, что через 10–20 лет атлеты-параолимпийцы будут выступать на равных и даже лучше, чем спортсмены-олимпийцы. Как считает Хэрр, ограничение возможностей скоро станет преимуществом; пока к этому делаются небольшие, но верные шаги, и среди инвалидов сегодня уже есть «летчики-испытатели» технологий. Результатом работ Херра в итоге будет искоренение инвалидности, а также размывание границ между человеком и техникой, что станет величайшим событием XXI века.