Více citu pro umělé ruce

Současně velmi pohyblivá, citlivá a plná síly – taková je lidská ruka, umožňující svému nositeli značně diferencovaně interagovat s okolím. Protézy obecně pomáhají lidem při poškození či ztrátě končetin opět zvládat úkoly všedního dne a podílet se na společenských aktivitách. Vytvořit protézu realisticky napodobující funkci ruky přitom patří k nejobtížnějším technickým úlohám. 

K velmi úspěšným výrobcům v oboru protetiky ruky patří firma Vincent Systems GmbH, založená bývalým vývojovým pracovníkem Karlsruherského ústavu pro techniku (Karlsruher Institut für Technologie – KIT). Firma se svou realizací protézy lidské ruky patří ke třem finalistům soutěže o Německou cenu budoucnosti za rok 2017, propůjčovanou spolkovým prezidentem (Deuts­cher Zukunftpreis 2017). 

Základem úspěchu jsou inovace

„Inovace přinášejí ve ‚velkém‘ řešení celospolečenských problémů a v ‚malém‘ mohou usnadnit a zpříjemnit náš život,“ podtrhuje profesor Holger Hanselka, prezident ústavu KIT, a pokračuje: „Mimořádně mne těší, že zde know-how pracovníků ústavu KIT konkrétně pomáhá při začleňování lidí s tělesným postižením do společnosti. Gratuluji pracovníkům firmy Vincent Systems k významnému technickému i obchodnímu úspěchu.“

„Vědečtí pracovníci ústavu KIT ve svém inovačním úsilí spojitě využívají potenciál poznatků získaných jimi při vědeckém a technickém výzkumu a vývoji,“ zdůrazňuje profesor Thomas Hirth, viceprezident pro inovace a mezinárodní spolupráci v ústavu KIT, a dále říká: „Vidět, že transformace výsledků výzkumu do konkrétního zařízení, jak je tomu v případě firmy Vincent Systems, se podařila a je následována výrobou produktů pro potřeby trhu, mne naplňuje pýchou nad prací ústavu KIT a jeho pracovníků.“

Každý rok obdrží ve světě elektronicky řízenou protézu ruky asi 10 000 lidí. Pro mnoho potenciálních uživatelů zůstává ale taková náhrada ruky zatím nedostupná, neboť dosavadní protézy ruky špičkové úrovně jsou příliš hmotné a rozměrné. Firmě Vincent Systems se podařilo vytvořit stavebnicový systém hmatově citlivé protézy ruky pro téměř všechny věkové kategorie uživatelů a způsob i míru zranění. Kvality tohoto produktu přivedly firmu k nominaci mezi finalisty soutěže o prestižní Německou cenu budoucnosti za rok 2017, kterou každoročně uděluje spolkový prezident Německa. Tím firma Vincent Systems vstoupila do „kruhu nejlepších“, do skupiny firem-inovátorů, které v posledních 21 letech v aktuálních ročnících Německé ceny budoucnosti postoupily až do finále. 

Protéza přizpůsobitelná podle potřeb uživatele

„Výsledkem našeho vývoje je protéza ruky, která je na světě nejlehčí a nabízí nejširší možnosti pohybu,“ vysvětluje Dr. Stefan Schulz, zakladatel a obchodní ředitel firmy Vincent Systems GmbH a do roku 2009 vedoucí výzkumný pracovník v Ústavu pro aplikovanou informatiku v KIT. Nová protéza může na rozdíl od současných standardních produktů aktivně pohybovat každým prstem samostatně. To je důležité zejména pro děti a mladistvé, kteří si v důležité životní fázi osvojují pracovní návyky pro celý život. Modulární uspořádání usnadňuje podporu lidí, kterým chybí jednotlivý prst nebo jen část ruky. Poprvé také může sériově vyráběná protéza nositeli zprostředkovávat hmatové vjemy, takže umělá ruka je citlivější a její funkce bezpečnější. Veškeré funkce protézy jsou řízeny elektrickými signály snímanými ze svalů nositele. Ovládání protézy je intuitivní, lze si je rychle osvojit a nositel při jejím používání nepotřebuje žádnou další pomůcku, jako např. tablet nebo chytrý telefon (obr. 1).

Jádrem inovace je v současnosti nejmenší protéza jednotlivého prstu na světě s miniaturizovanými pohony. Rozdílně velké aktivní prsty a palec tvoří společně s nosnými prvky velmi variabilní modulární úchopný systém, který lze snadno přizpůsobit individuálnímu zbytku ruky každého jednotlivého uživatele. Díky použití robustní konstrukce z lehkých stavebních materiálů a softwarově optimalizovaného konstrukčního návrhu má nový systém velmi malou hmotnost, aniž by poklesla jeho stabilita. Protéza celé ruky má přibližně stejnou hmotnost jako skutečná lidská ruka.

Již zmíněnou novinkou a významnou předností nové protézy je také integrovaná schopnost hmatu, která nositeli protézy poskytuje zpětnou informaci o vynakládané síle. K tomu se úchopná síla přeměňuje na citelné vibrace. Schopnost poskytovat hmatový vjem umožňuje protézu používat velmi citlivě a uchopit s ní bezpečně předměty i bez bezprostředního zrakového kontaktu. Nová technika je již velmi úspěšně zavedena na trhu. V současnosti jsou protézy firmy Vincent Systems běžně dodávány odborným ortopedickým dílnám v Německu, v Evropě a v USA. Další podrobnosti lze nalézt na stránce <http://www.deutscher-zukunftspreis.de/de/ nominierte/2017/team-3>. 

Závěr

Německá cena budoucnosti (Deutscher Zukunftspreis), která je dotovaná odměnou 250 000 eur, oceňuje vynikající technické, inženýrské a přírodovědecké počiny, které vedou k tržním produktům žádaným uživateli. Ze tří vloni nominovaných týmů vybrala jury v konečné fázi projekt Mittelpunkt Mensch – Roboterassistenten für eine leichtere Zukunft kolektivu vědeckých pracovníků pod vedením prof. Dr. Ing. Sami Haddadina, kterému na slavnostním zasedání 29. listopadu 2017 v Berlíně předal Německou cenu budoucnosti za rok 2017spolkový prezident Frank Walter Steinmeier.

[Zukunftspreis: Mehr Gefühl für künstliche Hände. Pressemitteilung des KIT, 30. 11. 2017.]

(Kab.)

Obr. 1. S použitím sériově vyráběné modulární stavebnice protézy ruky od firmy Vincent Systems GmbH lze snadno sestavit umělou ruku podle individuální potřeby konkrétního uživatele (foto: Ausgar Pudenz, Deutscher Zukunftspreis)