Техническая эволюция немикропроцессорных коленных модулей (неКМПУ): биомеханика, ограничения и обоснование выбора

Протезирование бедра невозможно рассматривать без анализа коленного модуля как ключевого функционального узла, определяющего устойчивость, безопасность и энергозатраты протезируемых. В условиях, когда микропроцессорные коленные модули (КMПУ) признаны «золотым стандартом», неКМПУ продолжают играть значимую роль как по экономическим, так и по клиническим причинам. Информация в статье впервые системно обобщает клинические и биомеханические данные по неКМПУ и переводит инженерные принципы их работы в плоскость практических рекомендаций.

Ключевой технический вклад статьи заключается в структурировании неКМПУ не по «уровню» или «классу», а по механизму управления фазой опоры и переноса, что напрямую связано с биомеханикой ходьбы. Авторы выделяют несколько принципиальных конструктивных групп:
▫️замковый коленный модуль (КМ)
▫️однозвенный КМ с задним смещением оси
▫️КМ с фрикционным тормозом
▫️КМ с блокировкой фазы опоры
▫️четырёхзвенный КМ
▫️многоосный КМ (5 и более осей)
▫️гидравлический КМ с управлением фазой опоры

С инженерной точки зрения именно возможность контролируемого сгибания под нагрузкой (анг. yielding) является критическим параметром. Большинство неКМПУ конструктивно не обеспечивают истинного yielding - их кинематика рассчитана на стабильность за счёт геометрии и выравнивания, а не активного сопротивления.

Один из наиболее показательных технических выводов статьи - связь между типом механизма и риском падений. Замковые КМ, несмотря на примитивность конструкции, демонстрируют минимальный риск падений, сопоставимый с КМПУ, что объясняется предсказуемой кинематикой и отсутствием неуправляемого сгибания в фазе опоры.

В противоположность этому, гидравлические неКМПУ без МПУ показывают повышенный риск падений, особенно в сложных ситуациях (спуски, препятствия). С инженерной позиции это указывает на фундаментальное ограничение: гидравлика без сенсорного и алгоритмического контроля не способна адаптироваться к быстроизменяющимся условиям нагрузки.

Четырёх- и многоосные КМ традиционно позиционируются как более «биомеханически совершенные» за счёт укорочения протеза в фазе переноса. Однако статья показывает, что не всякая полицентрическая кинематика автоматически обеспечивает достаточный «toe clearance»(клиренс носка стопы). Лабораторные исследования показывают, что у ряда конструкций клиренс оказывается ниже, чем у однозвенных КМПУ при оптимальной настройке.

❗️Важный технический тезис: геометрия механизма важнее количества осей, а инженерные решения должны оцениваться не декларативно, а по фактическим биомеханическим эффектам.

В части фазы переноса статья подтверждает ожидаемую инженерную логику. Пневматические и гидравлические КМ обеспечивают более плавную и энергоэффективную фазу переноса по сравнению с фрикционными механизмами. Однако различия становятся клинически значимыми лишь при определённой скорости ходьбы и уровне активности (К3), что подчёркивает необходимость точного подбора КМ под реальные физические возможности ампутанта.

Главный технический вывод статьи: неКМПУ - это не «устаревшая альтернатива» КМПУ, а набор инженерных компромиссов между стабильностью, адаптивностью, энергозатратами и безопасностью. Отсутствие микропроцессора делает конструкцию более надёжной и предсказуемой, но резко снижает её способность к адаптации в нестандартных условиях. Таким образом, выбор КМ должен опираться не на формальный уровень активности, а на:
▪️способность протезируемого контролировать фазу опоры
▪️требования к неуровневой ходьбе
▪️допустимый риск падений
▪️реальную потребность в yielding.

❗️❗️Статья ценно демонстрирует, что инженерная логика и биомеханика должны лежать в основе клинических решений по протезированию. НеКМПУ остаются актуальными, но их применение требует чёткого понимания ограничений конструкции, а не только её преимуществ. Именно этот переход от «каталожного» выбора к инженерно обоснованному подбору и является ключевым вкладом статьи в современную практику протезирования.

#протезбедра

Мухамад Салман Кабир, Гурген Согоян et al. разработали технологию, которая переводит мышечную активность руки в написанный текст — как будто человек пишет в воздухе, а ИИ это распознаёт и выводит буквы/цифры на экран. Для этого использовали новый неинвазивный метод оптомиографии (Optomyography, OMG) — оптическое измерение деформации мышц (лучше традиционной электромиографии EMG, без электродов и геля).

С помощью ИИ-декодеров (GRUScribe на базе GRU и TransScribe на базе трансформеров) успешно распознавали 10 цифр и 33 русские буквы у 20 здоровых людей и 4 ампутантов — без сложной предварительной обработки сигналов.

Прорыв в трёх ключевых аспектах: Первое в мире декодирование почерка (handwriting decoding) не из мозга, а из периферийных мышечных сигналов — сложная моторная задача, которую раньше решали только как классификацию отдельных символов. Переход от классификации к реконструкции непрерывной траектории движения — это позволяет распознавать естественный “почерк” в реальном времени, а не просто угадывать буквы. Использование оптической оптомиографии (OMG) вместо EMG: более чистый сигнал, выше соотношение сигнал/шум, устойчиво к помехам, полностью неинвазивно и удобно.

Плюс работает даже у ампутантов.
Это устанавливает новый стандарт для неинвазивных интерфейсов “мышца-компьютер” — перспективно для продвинутых протезов рук, общения парализованных людей и улучшенного управления гаджетами.

https://ieeexplore.ieee.org/document/11269447/

Выдвинуты кандидаты на выборы в совет директоров и ревизионную комиссию Московского ПрОП

Правительство РФ выдвинуло кандидатуры для голосования на выборах в совет директоров и ревизионную комиссию Московского протезно-ортопедического предприятия (ПрОП). Для совета директоров предложено пять кандидатов, для комиссии – три.

Так, в выборах в совет директоров примут участие замглавы Минтруда РФ Магомед Абдулхалимов, начальник управления Росимущества Павел Богушевич, директор Департамента бюджетной политики в сфере труда и социальной защиты Минфина Курбан Курбанов, замруководителя Минпромторга Екатерина Приезжева и исполнительный директор Национальной ассоциации корпоративных директоров Николай Старченко.

Совет директоров Московского ПрОП осуществляет общее руководство деятельностью организации. Членов совета избирают общим собранием акционеров каждый год. Количественный состав совета также утверждается акционерами, но не может быть менее пяти человек. В задачи совета входит, например, создание и открытие филиалов, одобрение сделок, размещение дополнительных акций и утверждение ключевых показателей эффективности деятельности.

Среди представленных кандидатур в ревизионную комиссию Московского ПрОП – ведущий специалист-эксперт отдела управления Росимущества Дмитрий Еремин, финансовый директор ООО Управляющая компания «Содружество» Андрей Ландин и преподаватель факультета экономических наук НИУ ВШЭ Любовь Рудницкая.

Ревизионная комиссия осуществляет ревизию финансово-хозяйственной деятельности, контроль за соблюдением требований законодательства РФ, положений устава профсоюза, состоянием финансовой дисциплины.

#регуляторы

Инженеры Университета Юты (The University of Utah) c помощью ИИ наделили бионический протез руки интеллектом для точных движений

В здоровой руке процесс захвата объекта происходит практически автоматически. Человек не задумывается о положении каждого пальца, не рассчитывает силу сжатия и не корректирует расстояние до предмета осознанно - все эти функции обеспечиваются сложным взаимодействием сенсорной обратной связи, моторного контроля и подсознательных нейронных моделей. Утрата этой «встроенной автоматизации» является одной из ключевых проблем пользователей протезов верхних конечностей.

Даже самые современные протезы требуют от пользователя значительных когнитивных усилий. Открытие и закрытие пальцев, выбор типа захвата и контроль силы сжатия зачастую выполняются намеренно и поэтапно, что делает простые бытовые действия медленными, утомительными и неестественными. Проведенное исследование, предлагает биоинспирированный и технически комплексный подход к решению этой проблемы.

Одной из фундаментальных технических проблем бионических кистей является отсутствие полноценного аналога осязания. Большинство систем либо полностью лишены сенсорной обратной связи, либо ограничиваются грубой регистрацией усилия. В рассматриваемом исследовании эта проблема была решена путём оснащения кисти Taska специально разработанными модулями. Каждый палец был оборудован: датчиками давления, измеряющими усилие; оптическими датчиками приближения, способными фиксировать минимальные изменения расстояния до объекта.

Чувствительность системы достигла уровня, при котором пальцы могли обнаружить практически невесомые объекты, например хлопковый шарик, падающий на поверхность. Технически это означает переход от реактивного контакта к предконтактному восприятию, что принципиально сближает протез с биологической рукой.

Однако сенсорная информация сама по себе не решает проблему. В естественной моторике человек опирается на внутренние нейронные модели, которые прогнозируют взаимодействие руки с объектом ещё до фактического контакта. Для воспроизведения этого механизма исследователи обучили ИИ на данных о расстоянии до объекта и конфигурациях захвата.

Испытания с участием 4 ампутантов с трансрадиальной ампутацией показали значительное улучшение результатов в стандартизированных тестах и при выполнении повседневных задач. Особенно показательны примеры манипуляций с хрупкими объектами, где требуется точный контроль силы: недостаточное усилие приводит к соскальзыванию, а избыточное к разрушению предмета.

Примечательно, что участники смогли использовать несколько типов захвата и выполнять различные бытовые действия без длительного обучения, что указывает на высокую степень интуитивности системы.

Авторы исследования рассматривают текущую разработку как часть более широкой стратегии. Ведутся работы над имплантируемыми нейронными интерфейсами, которые позволят управлять протезом напрямую с помощью нейронных сигналов и получать сенсорную обратную связь в центральную нервную систему. В перспективе планируется объединение этих технологий с интеллектуальной сенсорной системой, что может привести к появлению протезов, практически неотличимых от биологической конечности по принципам управления.

❗️Работа исследователей демонстрирует, что будущее бионических протезов лежит не только в совершенствовании механики, но прежде всего в интеллектуальной интеграции сенсорики, машинного обучения и человеко-машинного взаимодействия. Перенос части управления с пользователя на сам протез позволяет вернуть простым действиям их естественность и снижает барьер между человеком и технологией, делая протез не инструментом, а продолжением тела.

❗️❗️Оригинал статьи: https://www.price.utah.edu/2025/12/09/using-ai-u-engineers-give-a-bionic-hand-a-mind-of-its-own-to-help-with-dexterous-tasks

#протезруки

Минтруд предложил ввести профстандарт для инженеров-биомехаников

Министерство подготовило проект профессионального стандарта «инженер-биомеханик», который призван восполнить отсутствие нормативно-правовой базы, регулирующей этот вид деятельности.

Документ распространяется на работников, занятых в производстве медицинских изделий, реабилитационного и терапевтического оборудования, а также предусматривает пять основных трудовых функций инженера-биомеханика. В случае утверждения профстандарт начнет действовать с 1 марта 2026 года.