В России представили отечественный электронный коленный модуль с интеллектуальным управлением

Группа компаний «МЕТИЗ» представила первое изделие новой российской линейки электронных гидравлических коленных модулей с интеллектуальным управлением. Разработка предназначена для людей после ампутации бедра и автоматически адаптируется к различным сценариям движения, помогая сделать использование протеза более безопасным и комфортным.

Новый коленный модуль относится к классу мехатронных устройств, объединяя механическую конструкцию, гидравлическую систему, электронные датчики и алгоритмы управления. Встроенная сенсорная система в режиме реального времени анализирует нагрузку, угол сгибания и характер движения пользователя, после чего автоматически изменяет сопротивление гидравлического механизма.

По словам разработчиков, благодаря этому протез способен адаптироваться к ходьбе с различной скоростью, передвижению по пересечённой местности, спуску по лестнице и наклонным поверхностям попеременным шагом, движению по пандусам, посадке в автомобиль, езде на велосипеде и даже ходьбе спиной вперёд. Основная задача системы — снизить нагрузку на пользователя, избавив его от необходимости контролировать каждый шаг.

Работа над устройством велась несколько лет. В рамках проекта инженеры разработали механическую конструкцию, исполнительную и сенсорную системы, программные алгоритмы управления, а также мобильное приложение для настройки протеза. Проект реализован при поддержке Министерства промышленности и торговли России, которое предоставило субсидию на создание научно-технического задела.

За безопасность движения отвечает комплекс датчиков, включающий шестиосевой силомоментный датчик, энкодер угла сгибания и модуль определения положения. На основе поступающих данных система определяет текущий режим активности и подбирает оптимальные параметры работы для ходьбы, движения по лестницам, посадки, вставания и других повседневных действий. Модуль рассчитан на пользователей с уровнями активности УА2–УА4 по ГОСТ Р 72408–2025.

Одной из особенностей устройства стала защита от воды по стандарту IP67. Коленный модуль полностью защищён от пыли и выдерживает кратковременное погружение в воду на глубину до одного метра в течение 30 минут. Производитель отмечает, что устройство допускает контакт с пресной, солёной и хлорированной водой, а для эксплуатации во влажной среде предусмотрена механическая блокировка в полностью выпрямленном положении.

Настройка изделия осуществляется через мобильное приложение, в котором предусмотрены отдельные режимы для протезиста и пользователя. Первичная калибровка выполняется специалистом с учётом индивидуальных особенностей человека — походки, длины шага, уровня активности и опыта использования протеза. В дальнейшем параметры можно скорректировать при необходимости.

Встроенный литий-полимерный аккумулятор обеспечивает автономную работу от трёх до шести дней в зависимости от интенсивности использования. Полная зарядка занимает около четырёх часов и осуществляется через магнитное зарядное устройство. Максимальная масса пользователя составляет 125 кг, угол сгибания в составе протеза достигает 135°, а эксплуатация допускается при температуре от −10 до +45 °C.

В компании отмечают, что разработка стала частью программы по созданию отечественных высокотехнологичных комплектующих для протезирования нижних конечностей. По данным Минпромторга, по итогам 2025 года российские предприятия уже выпускают 12 из 17 основных видов функциональных узлов для изготовления протезов, а общий объём производства таких компонентов вырос на 16%. При этом уровень локализации нового электронного коленного модуля достигает около 90%, хотя часть электронных компонентов по-прежнему требует использования зарубежной элементной базы.

Перед началом серийного внедрения устройство прошло цикл внутренних испытаний. Сейчас разработчики собирают обратную связь от пользователей и специалистов по протезированию, чтобы совершенствовать алгоритмы управления и подготовить следующие версии изделия с расширенной функциональностью и повышенной влагозащитой.

©  3DNews