Британский журнал Economist в своем новогоднем номере опубликовал большую статью об «искусственных костях и мышцах, расположенных вне человеческого тела» - экзоскелетах, которые находят себе применение от поля боя до ортопедических клиник.
Уходящий год для человечества не был мирным, и поэтому вполне естественно, что наибольшее внимание в обзоре уделено военным экзоскелетам. Существующие средства индивидуальной защиты для солдата – бронежилет и каска – прикрывают только 19% поверхности тела. Как защитить все остальное – задача, над которой бьются лучшие умы и гигантские корпорации. Однако наиболее важные достижения с появлением снабженных двигателем экзоскелетов получены в медицинской области, утверждает журнал. «Некоторые экзоскелеты могут помочь на поле боя. Но иногда победа заключается в том, чтобы просто подняться по лестнице», - пишет Economist .
Sk.ru обсудил итоги года в этой области с со-основателем и CEO сколковской компании «ЭкзоАтлет» Екатериной Березий. Помимо общих проблем и фантастических перспектив нарождающейся индустрии, разговор зашел также об итогах года для самой компании «ЭкзоАтлет». 2015-й ознаменовался для компании важными событиями. По версии ресурса futurism.com, «ЭкзоАтлет» вошел в число пяти лучших в мире компаний, производящих медицинские Powered Exoskeletons. Компания провела серьезные клинические исследования, что позволило протестировать и доработать продукт, и «ЭкзоАтлет» совершил свою первую продажу – раньше намеченного по бизнес-плану срока. В этом же году «ЭкзоАтлету» был одобрен грант «Сколково», что позволит создать версию для инсультных больных.
Экзоскелет сродни автомобилю будущего
«Мне кажется, что экзоскелеты – потенциально такой же гигантский рынок, как автомобильный в перспективе 10-20 лет, - говорит Екатерина Березий. - Экзоскелеты – это вообще такая штука, которая сродни автомобилю: помогает передвигаться тем, кто не может этого делать, и помогает стать сильнее тем, кто должен выполнять какую-то непосильную человеку работу. Население планеты стареет, продолжительность работоспособного возраста должна увеличиваться. При этом стоимость человеческого труда неизбежно будет расти, несмотря на рост населения планеты.
Екатерина Березий и пилот-доброволец "ЭкзоАтлета" Олег. Фото Sk.ru
Почему вообще развивается робототехника? Потому что человеческий труд становится все дороже. Если брать медицину, то количество людей, занятых в каких-либо процедурах, – это дополнительная стоимость обслуживания пациента. Все стремятся к созданию роботизированного девайса, позволяющего сократить количество медицинского персонала. Когда мы делаем экзоскелет, помогающий ходить, его отличительное свойство – то, что там задействован только один медработник, который тренируется с одним пациентом. Это позволит клинике обслуживать большее количество пациентов меньшим персоналом. Работа человека стоит дорого.
-В России это утверждение не вполне очевидно…
— Квоты по ОМС на реабилитацию пациентов с травмой позвоночника сокращаются. Значит по всей стране во всех больницах персонал, который раньше занимался реабилитацией, отправляют в оплачиваемый или неоплачиваемый отпуск. Клиники, в том числе государственные, вынуждены очень четко следить за экономикой.
Экзоскелет должен повысить эффективность человеческого труда, если речь идет о здоровых людях, занятых на производстве. А если речь о восстановлении больных, - использование экзоскелета позволяет государству быстрее вернуть людей на рабочее место и эффективнее использовать их компетенции.
-Economist утверждает, что будущее за экзоскелетами, снабженными двигателем. Вы разделяете это предположение?
-Безусловно, это будет больший сегмент рынка, чем пассивные экзоскелеты. Чем глобально пассивные экзоскелеты отличаются от активных? В тот момент, когда вы стоите, пассивный экзоскелет снимает с вас нагрузку, т.е. вес распределяется на внешний «позвоночник», и человек внутри его не чувствует. А если вы идете, то в момент совершения шага вы фактически являетесь опорой, т.е. часть веса приходится на человека. Иными словами, пассивный экзоскелет только частично решает задачу разгрузки и едва помогает с переносом тяжестей.
Новогодняя елка в "ЭкзоАтлете". Фото Sk.ru.
Но, для некоторых случаев пассивный экзоскелет – очень эффективное решение, поскольку отсутствие двигателей и упрощенная конструкция существенно его удешевляют. Например, это решение для низкоквалифицированных работников, которые, допустим, косят траву вдоль железнодорожного полотна — очень характерная работа для РЖД, например. Понятно, что снабдить каждого занятого в ней экзоскелетом с двигателем – дорого. Поэтому можно дать им облегченную версию, которая позволит держать тяжелые косилки или поднимать тяжелые шпалы. Это будет не стопроцентная разгрузка, но достаточно хорошее подспорье.
Иными словами, вопрос в соотношении стоимости устройства, его сложности и тех задач, которое оно должно решать. А так, безусловно, наиболее перспективны экзоскелеты, снабженные двигателем, потому что они обеспечивают наибольшую функциональность. Например, для аварийно-спасательных задач — бегать по лестнице с тяжелым грузом – конечно, для этого нужен активный скелет.
-В той же статье утверждается, что массовое применение экзоскелетов изменит характер рабочей силы. Физические возможности женщин и мужчин уравняются, пожилые смогут выполнять физическую работу наравне с молодыми…
-Да, я абсолютно согласна с этим прогнозом. Экзоскелет позволит пожилым людям делать работу так же хорошо, как ее делали бы молодые люди. Ведь экзоскелет, помимо всего прочего, может еще координировать точность движений, это же тоже очень круто! Например, если речь идет о работе на конвейере, экзоскелет можно дополнить возможностью подстраивать движения человека. Иногда наш мозг играет с нами забавные шутки. Бывает, едешь в нетипичное для тебя место, но по хорошо известной дороге, отвлечешься - и в результате приедешь не туда. Подозреваю, что во время работы на конвейере происходят такие же казусы, когда меняется тип операций, а человек отвлекся, задумался из-за рутинности повторяемых процессов – и делает не то. В этом смысле экзоскелет, настроенный под конкретные операции, поможет вовремя включиться.
Битвы экзоскелетов еще впереди
- Economist упоминает две компании, выпускающие экзоскелеты для медицинских целей, – израильскую ReWalk Robotics и американскую Parker Hannifin. Насколько то, чем занимается «ЭкзоАтлет», коррелирует с разработками зарубежных аналогов?
- Parker Hannifin – это огромная американская корпорация, они сделали экзоскелет, который называется Indego, недавно подписали контракт с DARPA, - видимо, на участие в программе Ironman. Есть другая американская компания, Ekso Bionics, у них тоже имеется свой экзоскелет, они тоже участвую в проекте Ironman агентства DARPA. Плюс израильский стартап ReWalk, вышедший на IPO. Это три экзоскелета, представленных сейчас на американском рынке. У них у всех достаточно высокая цена – начиная с 60 тысяч евро ReWalk и более 100 тысяч долларов Ekso Bionics и Parker, как следствие не очень большие продажи. Основная задача всех экзоскелетных проектов на данной стадии развития продукта — проводить расширенные клинические исследования и создавать новые модификации с целью расширения групп потенциальных пациентов.
У Parker нет задачи стимулировать продажи за счет минимизации выручки; при их гигантских бюджетах они могут сконцентрироваться на процессе R&D и работать на перспективу, разрабатывая более совершенные экзоскелеты. А ReWalk – это классический стартап, задача которого, безусловно, работать с аудиторией потенциальных пользователей и обеспечивать продажи.
Идет подгонка "ЭкзоАтлета". Фото Sk.ru.
Мы делаем продукт, который, с точки зрения системы управления, будет более комфортным для пользователя, чем эти экзоскелеты. Если сравнивать удобство использования — у нас есть модульная версия экзоскелета, похожая на то, что сделал Parker. Мы наш модульный экзоскелет называем ExoAtl Oscar — у него отстегиваются голени, бедра и спинка, так что человек сам, сидя в инвалидной коляске, может их надеть и пристегнуть. На базе «Оскара» мы будем делать версию для инсультных больных. Это то, на что мы попросили грант у «Сколково», который нам в ноябре этого года одобрили. Так что наша задача – в течение ближайших двух лет создать продукт, максимально эффективный, удобный и оптимизированный по стоимости для реабилитации пациентов после инсульта.
Мы рассчитываем, что те модели и те методики реабилитации, которые были разработаны с участием врачей из НМХЦ им. Пирогова, будут на самом острие науки. Речь идет о механотерапии пациентов в реальных условиях, на реальному полу, - когда пациент после инсульта рефлекторно вынужден задействовать все свои мышцы, чтобы удержать равновесие. То есть он максимально включается в процесс ходьбы. Это принципиальное отличие от того, что происходит с человеком в «ЛОКОМАТе», где, условно говоря, совершается пассивная механотерапия, когда человек находится в подвешенном состоянии, и от самого человека практически ничего не зависит и он не влияет на собственную безопасность.
Совсем другое дело, когда человек стоит на полу с костылями или с ходунками, он совершенно четко понимает, что он должен контролировать процесс, а это значит, что мозг усиленно работает, и все системы организма мобилизованы. В этот момент пациент чувствует себя максимально включенным в процесс реабилитации, у него стопроцентная мотивация для того, чтобы быть здесь и сейчас и осознанно делать каждый шаг, потому что от этого многое зависит. На первых этапах каждый шаг — это подвиг. Это очень эффективное движение в сторону восстановления. Этот момент включенности и мотивации играет очень важную роль.
Первый шаг как подвиг. Фото Sk.ru
А в целом, и Parker, и ReWalk, и Ekso Bionics и японский Hal, и «ЭкзоАтлет» - все понимают, что это только начало пути, и на этом этапе главная задача — создание удобного и безопасного устройства; все приходящие в голову идеи компании патентуют. И, на самом деле, никто за рынок пока глобально не бьется. Все работают со своей аудиторией, пока нет никаких войн - ни ценовых, ни патентных. Эти битвы еще впереди – думаю, лет через пять.
-Подводя итоги года для компании «ЭкзоАтлет», стоит, вероятно, упомянуть, одобренный для вас грант Фонда «Сколково» в размере 50 миллионов рублей, что Вы, собственно, уже сделали…
-Активно мы вошли в процесс подготовки к гранту в январе 2015 г. Как в нашей среде шутят, быстрее можно ребенка родить, чем приблизиться к идеалу документов, необходимых для одобрения гранта, с точки зрения служб «Сколково» и внешней экспертной панели.
-Тем не менее, это вам удалось.
-Да, мы отчаянно упирались рогом, чтобы соответствовать всем необходимым стандартам грантовой политики Фонда. Мы достаточно четко проработали наш план разработки экзоскелета для инсультных больных, и сейчас мы находимся на этапе поиска соинвесторов. Есть предварительное согласие от «Биофонда». Но самому «Биофонду» нужен еще соинвестор, это следует из их мандата – они не могут финансировать проект самостоятельно.
Мы планируем войти в этот раунд финансирования до мая 2016 года, поскольку у гранта есть срок годности – шесть месяцев, и мы стремимся к тому, чтобы грант «не протух». У нас сейчас очень хороший ландшафт сделки — есть уже «плечо» в виде сколковского гранта, есть соинвестор. Не сомневаюсь, что нам удастся найти недостающую компоненту для этой красивой картины, несмотря на нетривиальность проекта.
«Вишенка на торте»
-Вероятно, главным событием года для компании был Архангельск, где был продан первый экзоскелет и достигнута договоренность о локализации производства «ЭкзоАтлета» на предприятиях Архангельской области?
-Архангельск был вишенкой на торте. Мы действительно шли к первой продаже, которая была запланирована на второй квартал 2016 года. То, что это случилось в нынешнем, 2015-м году, произошло, в том числе, благодаря помощи коллег из «Сколково» - команды главного робототехника Фонда Альберта Ефимова. Коллеги познакомили нас с советником губернатора Архангельской области Игорем Горбуновым, который приехал в «Сколково» в поисках интересных технологических проектов, которые можно было бы «приземлить» в Архангельске.
Сейчас мы обсуждаем Архангельск не только как место проведения клинических исследований, но и как возможную производственную базу, где можно будет делать большую или меньшую часть экзоскелета – в зависимости от возможностей и интересов партнеров.
Но для того, чтобы прийти в эту точку, надо было провести клинические исследования, которые проходили на базе НМХЦ им. Н.И. Пирогова, и это собственно и было темой уходящего 2015 года для нашей компании: 15 пациентов прошли два полных двухнедельных курса реабилитации. Это очень круто! Мы за это время увидели, как на пациентов действует ходьба в экзоскелете. У многих из них есть очень интересные результаты.
Следующим шагом мы планируем сделать сравнение контрольной группы пациентов с группой, которая ходит в «ЭкзоАтлете»; тогда можно будет официально заявить об эффективности реабилитации в «ЭкзоАтлете», об изменениях в динамике вторичных заболеваний, таких, как урологические инфекции, например. Предварительно мы можем говорить об улучшении сатурации крови, увеличении объема легких, улучшении работы дыхательной и сердечно-сосудистой системы.
А пока, за предыдущие полгода, мы попробовали продукт в полевых условиях. И, благодаря этому, сделали следующую версию «ЭкзоАтлета», которая как раз и поедет в Архангельск. У нас есть подтверждение, что «ЭкзоАтлет» безопасен, что он позитивно влияет на процесс реабилитации – не с точки зрения восстановления функций у параплегиков; говорить про восстановление двигательных функций у больных с травмами спинного мозга можно только в отдельных случаях, когда спинной мозг травмирован не полностью. Мы говорим в целом о физическом восстановлении других жизненно-важных функций. То есть мы говорим об изменении качества жизни, продлении жизни, эмоциональном подъеме, который возникает у людей. О том, что людям хочется дальше жить.
Все эти шесть месяцев наша команда провела в клинике. У нас за эти исследования отвечала Ольга Шаталова. Она проводила там каждый день с ребятами-пилотами. Наши инженеры ежедневно сопровождали весь этот процесс, работали в клинике с утра и иногда до позднего-позднего вечера. В процессе возникало безумное количество «багов»; за это время мы нашли много узких мест, починили и отладили все, что было не так.
Архангельск станет первым регионом, в который мы отправим доработанный, протестированный, улучшенный «ЭкзоАтлет».
Вытащить себя за волосы из болота
-Возвращаясь к итоговой статье в Economist. Помимо технологической, есть, вероятно, существенное эмоциональное отличие в создании экзоскелетов для защиты солдат в будущих войнах и – для парализованных больных. Как Вы мотивируете себя, отправляясь в очередной раз в клинику?
-Разработка для военных – это отдельная миссия. Это защита людей, которые изначально подвержены опасностям. Там очень много технически невероятно сложных задач, которые должны решать не стартапы, а огромные корпорации. Зачастую для таких решений нужно развивать отдельные индустрии, разрабатывать специальные материалы, специальные аккумуляторы, сенсоры, систему управления в экстренных ситуациях.
Екатерина Березий: " Мы работаем с теми, кто, как Мюнхгаузен, сами себя за волосы уже вытащили из болота". Фото Sk.ru
Задача, которая касается реабилитации больных людей, - технически проще. Она проще потому, что больные люди не прыгают с вертолета, не совершают сверхъестественных кульбитов. Задача для них – восстановить естественную ходьбу по ровной поверхности с преодолением каких-то невысоких препятствий типа порогов. Ходьба по лестнице – достаточно медленная, по крайней мере, не быстрее естественной человеческой ходьбы; это не бег по пересеченной местности и не ползание по-пластунски. И благодарность этих людей изначально очевидна. Потому что для них – это единственный путь, если не полностью восстановить свои двигательные функции, то почувствовать себя гораздо лучше.
Среди пациентов, безусловно, есть очень разные люди. Период нашего присутствия в клинике был ограничен задачами по клиническим исследованиям. Нам в этом смысле везло. Мы в основном сталкивались с позитивно настроенными ребятами и барышнями, которым было интересно принимать участие в проекте. Для них это была совершенно новая активность. Им интересно было участвовать в каких-то наших мероприятиях, ходить рассказывать про свои ощущения. Многим пациентам, которые по показаниям не попадали в ландшафт исследования, тоже очень хотелось ходить в «ЭкзоАтлете», например, больным, у которых травма в шейном отделе: у них слабые руки, и было подозрение, что они не смогут управляться с костылями. Но эти ребята настойчиво стремились попробовать экзоскелет, говорили, что им страшно любопытно, и с некоторыми из них мы в результате ходили с опорой на брусья. Это действительно впечатляет.
Наши пилоты — это пока не 100% пациентов, которым «ЭкзоАтлет» мог бы помочь, а именно очень качественная выборка искренне заинтересованных и мотивированных людей. И это понятно, ведь наша задача сейчас – услышать мотивированную обратную связь. По сути, мы работаем с теми, кто, как Мюнхгаузен, сами себя за волосы уже вытащили из болота. И они, зачастую, морально сильнее нас с вами, для них многие препятствия, которые нам кажутся непреодолимыми, - пустяк».