Юные конструкторы из Челябинска разработали цифровые фитнес-гаджеты и экзоскелет руки

Международный спортивный фитнес-проект реализовывался в технопарке «Кванториум» Челябинска. Детский технопарк задуман как центр проектного обучения, который поможет школьникам самостоятельно изобретать ноу-хау, необходимые в повседневной жизни и спорте. Фитнес-проект осуществляется в рамках прошлогоднего соглашения с группой робототехников из Пакистана. Воспитанниками челябинского «Кванториума» разработаны устройства, помогающие формировать привычки к здоровому образу жизни.

Ребята разработчики проекта смогли придумать умный обруч и электронную боксерскую перчатку.

Эти конструкции позволяют отслеживать различные показатели состояния здоровья спортсменов.
Юные конструкторы под руководством своих наставников создали устройства по аналогии с популярными сегодня электронными браслетами (фитнес-трекерами) и IT-часами. Но челябинское изобретение оказалось еще умнее.

Новые гаджеты подсчитывают количество ударов и оборотов, общий объем калорий, потраченных организмом на тренировку. Они дают подсказки спортсменам и тренерам, когда организм атлета будет на пике своей формы и в какое время для спортсмена соревнования окажутся победными.

«За основу нами был взят обычный спортивный обруч, который был куплен в интернет-магазине. Основным критерием выбора было то, чтобы он был внутри полым, так как нашей целью было разместить в нем электронную начинку. Нами установлен датчик, в котором находятся все контрольно-измерительные приборы, позволяющие считать количество вращений. Также там находится Wi-Fi модуль, отправляющий информацию на компьютер. Человек вращает обруч, смотрит на экран и видит, сколько калорий он уже сжег, — рассказал юный изобретатель Максим Пьянков, который разработал и собрал умный обруч всего за один месяц, а на изготовление умных перчаток у него ушло две недели».  Это настоящий «бортовой компьютер» для худеющих.

Изобретения будут полезны любителям спорта. Цифровые тренеры рекомендуют графики и объемы тренировок, чтобы подойти к чемпионатам в лучшей физической форме и достичь высоких результатов.

В настоящее время созданы экспериментальные образцы умного обруча и умной боксерской перчатки. Предполагается, что они будут переданы зарубежным индустриальным партнерам, чтобы те провели испытания и организовали массовое производство новых гаджетов.

Разработчики и администрация «Кванториума» предполагают, что их продукт будет иметь высокий спрос на всемирном рынке спортивной атрибутики. Кстати, одна из компаний из Пакистана уже заинтересовалась разработкой челябинских конструкторов и заключила с технопарком соглашение о массовом производстве гаджетов.

«Воспитанники «Кванториума» не сразу научились делать цифровые гаджеты для здоровья. Их первые проекты были сугубо бытовые: «цветополивайка» «кошкокормилка» и «какашкоубиралка». Умные гаджеты для фитнеса — это уже взрослый уровень, делаются реальные образцы, готовые к массовому производству. Есть уверенность, что вскоре все желающие смогут приобрести в спортивных магазинах изобретения наших юных инженеров. К сожалению, отечественные производители не отреагировали так же оперативно, как зарубежные, — делится директор «Дома юношеского технического творчества» Владислав Халамов».

Также куратор сети детских технопарков на Южном Урале Владислав Халамов рассказал, что юные последователи Илона Маска из «Кванториума» разрабатывают решения для автоматизации производства, создают роботов-помощников для людей с ограниченными возможностями здоровья. Например, был создан экзоскелет для лечебной терапии. Эта новинка может помочь в реабилитации пациентов после инсульта. Фонд содействия инновациям предоставил на эту разработку грант на 500 тыс. руб.

Преподаватель Челябинского технопарка «Квантрум» Константин Ерахтин и со своими подопечными создали прототип «медицинского» экзоскелета.

Как рассказывают авторы, реализуя идею моделирования траекторий человеческой руки, они разработали модель руки, которая во многом не уступает живой конечности. У нее есть различные степени свободы и оси вращения, аналогично кисти руки.

«Инвертируя полученные сигналы, мы смогли добиться эффекта зеркального отображения движений прототипа», —  говорят создатели.

Создатель экзоскелета убеждены, что их изобретение также может служить для реабилитации послеинсультных пациентов. Согласно данным ВОЗ, 75% пациентов, перенесших инсульт, не могут пользоваться рукой в течение длительного времени. Для восстановления подвижности конечности необходим длительный курс реабилитации. Юные инженеры из Технопарка «Кванторум» разработали тестовый образец, который помогает быстро восстанавливать моторику рук после инсульта. Этот проект уже получил поддержку Челябинской областной клинической больницы. Там планируется на пациентах протестировать прототип экзоскелета.

Система состоит из перчатки с датчиком сгибания, экзоскелета руки и блока управления. Парализованная рука воспроизводит движение здоровой руки. В системе используется комбинация зеркальной терапии: пациент сидит за столом и наблюдает в зеркало, что его парализованная рука движется так же, как и здоровая конечность, плюс пассивные упражнения с помощью экзоскелета, который механически производит движение руки, пострадавшей от удара, заставляя ее работать и восстанавливать естественную здоровую подвижность. Сочетание двух видов терапии в единой недорогой системе делает настоящую работу уникальной. 

«В областной больнице разрабатывается и внедряется методика использования экзоскелета, чтобы протестировать ее с участием добровольных пациентов под контролем врачей, —  рассказали разработчики проекта. —  Затем будет проведен анализ и оценка эффективности его применения с использованием зеркальной терапии и других медицинских технологий. Конструктивные особенности, программное и аппаратное обеспечение механической руки будут отрегулированы для достижения оптимальной скорости и плавного движения».

Подготовила Надежда Данилова