Большинство людей впервые видят бионический протез на видео в интернете: ловкие пальцы поднимают стакан, показывают «класс» или пишут ручкой. Кто-то восхищается технологией, кто-то пропускает ролик, даже не задумываясь о том, что для кого-то это устройство — не гаджет, а возможность снова держать кружку с чаем, застегнуть пуговицу или просто пожать руку.
Но за этим впечатляющим жестом стоит не только инженерная мысль, но и целая производственная цепочка. «Компьютерра» посетила производственную площадку компании «Моторика» в Особой экономической зоне (ОЭЗ) «Технополис Москва», чтобы увидеть, как создаются современные протезы.
Два типа протезов: тяговые и бионические
Прежде чем погружаться в производство, важно знать о типах протезов. Все искусственные верхние конечности, которые выпускает компания, делятся на два принципиально разных типа.
Тяговые протезы — это механика в чистом виде. В них нет ни моторов, ни батарей, ни сложной электроники. Они работают за счет мускульной силы самого пользователя. Человек сгибает локоть или напрягает плечо, через систему тросов и тяг это движение передается на кисть, и пальцы смыкаются. Это надежные, неприхотливые устройства, которые не требуют зарядки и менее подвержены поломкам. Срок их службы, по словам инженеров, составляет около двух лет активной эксплуатации.
С другой стороны, есть бионические протезы — это уже высокотехнологичное устройство. Внутри кисти располагается миниатюрный электромотор, приводимый в движение биоэлектрическими сигналами мышц. Пользователь напрягает определенную мышцу — протез сжимается, напрягает другую — разжимается. Эти жесты можно настраивать в мобильном приложении компании. Через смартфон можно запрограммировать до 23 различных жестов и переключаться между ними. Бионические протезы сложнее в производстве и обслуживании, чем тяговые, но они позволяют выполнять гораздо более тонкие и разнообразные движения.
Выбор между тяговым и бионическим протезом определяется на первом этапе — после оценки возможности протезирования. Специалисты смотрят на уровень травмы, сохранность мышечной активности и пожелания самого пользователя. Взрослые часто получают и тяговый и бионический протезы, а дети до 16 лет пользуются только тяговым, так как их нужно менять каждый год.
Далее наступает первый этап взаимодействия будущего клиента с компанией.
С чего начинается протез
Отправная точка — это не производство, а работа с человеком. Пользователь приходит с запросом на протезирование. Специалисты оценивают уровень травмы и определяют, какой тип устройства подойдет лучше: механический тяговый или бионический. Только затем начинается техническая часть.
Ключевым элементом становится гильза — главный интерфейс между телом и устройством. Ее изготовление начинается со слепка. С помощью мягкого термолина или силикона снимается форма культи, в получившуюся полость заливают гипс.
«Слепок полностью повторяет культю пользователя, и уже с ним дальше работает протезист. Он изготавливает внутреннюю гильзу, а затем — внешнюю, с закладными элементами для электроники», — объясняет Сергей Лисицкий, руководитель группы сборки в «Моторике».
На основе этого гипсового слепка протезист формирует готовую гильзу методом ламинации (с использованием смолы и карбона для большей прочности, влагозащищенности). Получается индивидуальная, идеально подогнанная деталь, которая не должна мешать будущему владельцу пользоваться устройством.
Цифровая модель и 3D-печать
Когда гильза готова, начинается переход в цифровую среду. Пластиковый контейнер сканируют на специальном оборудовании, чтобы создать 3D-модель. Это позволяет точно спроектировать корпус будущей кисти. Инженеры подгоняют его форму под анатомию пользователя, учитывая длину и пропорции здоровой руки.
Корпус кисти печатается на 3D-принтере. Для этого на заводе «Моторики» используется сразу несколько технологий. Основная — SLS (селективное лазерное спекание). Внутри камеры лазер слой за слоем (толщиной в десятую долю миллиметра) спекает порошок полиамида-12. Этот материал биосовместим и не вызывает аллергии.
«В одной камере может находиться до 250 деталей, — рассказывает руководитель группы печати. — Неиспользованный порошок можно применять повторно до восьми раз. Это позволяет существенно экономить», — поясняет специалист компании.
Другая технология — FDM (печать нитью). Она используется для быстрого прототипирования и изготовления одноразовой оснастки. Например, крышек, которые защищают узлы протеза при ламинации. Раньше их закупали, а теперь печатают сами, что экономически гораздо выгоднее.
После печати детали отправляются на галтовку — мокрую шлифовку в барабане с абразивными камнями. Это сглаживает шероховатости, готовя поверхность к покраске.
От маскировки к самовыражению
В цех покраски попадают уже отшлифованные детали. Здесь начинается настоящая магия. То, что большинство пользователей десятилетиями пытались скрыть, здесь превращают в способ заявить о себе. По словам представителей «Моторики», большинство заказов все равно остается в «классическом» виде: либо черные, либо «телесные» протезы. Но доля индивидуальных дизайнов составляет 16–20%, что для производства является значительным и устойчивым спросом.
Что касается четверти пользователей, то их запросы бывают абсолютно разные. Кто-то просит повторить потерянную с рукой татуировку, кто-то — любимый маникюр со стразами или сделать рисунок с любимым супергероем. Однажды пришел запрос на очень мелкий орнамент. Художница выкладывала его трафаретом, а потом вручную отделяла кусочки. На одну работу ушло 13 часов.
Техники исполнения тоже очень разные: рисование с аэрографом, кистью, через трафареты или лайнеры. Есть и более сложные методы, например, «гармонизация», когда краски смешиваются на воде, создавая разводы, похожие на масляную пленку. Тут в фантазии никого не ограничивают, а лишь поощряют индивидуальность каждого человека.
Механика и поставщики
Говоря о внутреннем наполнении протеза, то металлические компоненты — моторы, оси, крепления — чаще всего производятся сторонними компаниями. При этом в зависимости от типа протеза уровень локализации комплектующих может различаться — от 85% до почти 100% компонентов отечественные. В этом случае импорт затрагивает лишь отдельные электронные компоненты или специализированные узлы. Это вопрос экономической целесообразности. Однако небольшой набор станков на предприятии сохраняется — он нужен для тестирования, доработок и быстрого внесения изменений в конструкцию.
Как отмечает операционный директор «Моторики» Татьяна Ларионова, последние несколько лет стали для отрасли одновременно периодом роста и серьезных изменений. По ее словам, спрос на современные протезы увеличился, государство стало активнее поддерживать реабилитацию, однако производителям одновременно пришлось перестраивать цепочки поставок, наращивать собственные разработки и решать проблему нехватки специалистов.
«Если описывать этот период, то это одновременно и рост, и турбулентность. С одной стороны, рынок действительно начал активно развиваться: вырос спрос на современные протезы, усилилось внимание государства к теме реабилитации. С другой стороны, отрасль столкнулась с серьезными вызовами — от перестройки цепочек поставок до кадрового дефицита».
Татьяна Ларионова, операционный директор «Моторики»
На участке механической обработки есть токарные и фрезерные станки с ЧПУ. Здесь же изготавливают оснастку для покраски и закладные для протезистов. Это позволяет компании быть гибкой и не зависеть от поставщиков по каждой мелочи.
Для тяговых протезов металлические детали — это в основном система тросов и креплений. Для бионических — еще и миниатюрные электромоторы, встроенные в кисть.
Перед сборкой все детали проходят входной контроль. Метрологи (специалист, обеспечивающий точность измерений, осмотр и калибровку изделия) проверяют протез, сверяясь с чертежами. Только после этого комплектующие отправляются на склад, а затем к сборщикам.
Сборка без конвейера
В отличие от массовой электроники, протезы не собираются на конвейере. Каждый из них закрепляется за отдельным специалистом и собирается вручную. Сборщик получает индивидуальную комплектацию, которую собирают буквально за соседней дверью. В нее входит документация, зарядное устройство, набор моторов, плат, корпусных и силиконовых деталей, а в редких случаях в коробку кладут смартфон для настройки протеза (в случаях с бионическими моделями) и даже фитнес-трекер.
Разница в сборке тягового и бионического протезов существенна. Тяговый собирается быстрее — в нем меньше компонентов и нет электроники, но и здесь есть свои тонкости. Специалисту требуется правильно отрегулировать натяжение тросов, чтобы захват был удобным и не требовал чрезмерных усилий. Бионический протез требует установки датчиков, подключения плат управления и калибровки моторов.
Перед сборкой механика проходит циклические испытания — узлы многократно открываются и закрываются, чтобы выявить возможные отклонения и «притереть» детали для лучшей работы. Протезы проходят по 500 циклов «сжатия и разжатия». Это важно из-за естественных допусков в производстве.
Если углубляться в вопросы об электронике в бионических протезах, то это самая важная часть такого типа устройств. Платы поставляются от подрядчиков, но подготовка идет уже на месте. Специалисты проверяют их, припаивают провода, заливают актуальную прошивку.
Если протез ломается в процессе эксплуатации, он попадает в отдел ремонта и технического обслуживания (РТО). В этом отделе протезы разбирают, чистят в ультразвуковой ванне, заменяют изношенные детали и обновляют ПО. По окончанию ремонта устройство проходит тот же контроль качества, что и новое. Единственное отличие — лакокрасочное покрытие может остаться поцарапанным, оно в гарантию не входит.
Цифровой интерфейс бионического протеза
Одно из главных отличий бионического протеза от тягового — возможность тонкой настройки через мобильное приложение. В комплекте с устройством часто идет смартфон с предустановленным фирменным программным обеспечением. Это делается в связи с тем, что не у каждого пользователя есть подходящий гаджет, а без приложения невозможно полноценно использовать все возможности протеза. «Смартфон нужен в первую очередь для предварительной настройки жестов. Пользователь может запрограммировать до 23 различных жестов. Причем переключаться между ними можно и без участия телефона — за счет времени напряжения мышцы», — поясняет Лисицкий.
Принцип работы устройства довольно-таки прост. Человек напрягает мышцу на полсекунды — протез выполняет жест, но перескакивать с условного жеста номер один на жест номер пять сразу нельзя. Нужно пройти полный круг, и разница в длительности «нажатия» не поможет.
Однако длительность взаимодействия с сенсором может влиять на силу сжатия предмета. Это критически важно для взаимодействия с хрупкими объектами. Если пользователь хочет взять бумажный стаканчик, он может уменьшить «ток отсечки» — параметр, при котором мотор перестает сжиматься, почувствовав сопротивление. В таком режиме протез будет смыкаться аккуратно, не деформируя и не ломая предмет. «Это все индивидуально настраивается. Пользователь сам играется с этими значениями, подбирает под свой стиль жизни», — подчеркивает специалист.
Следующим этапом в развитии киберпротезов в «Моторике» называют технологии обратной связи. Компания работает над тем, чтобы пользователь мог не только управлять кистью, но и получать ощущения от прикосновения, различать размер, твердость и другие свойства предметов. Именно такие разработки, по словам Ларионовой, постепенно меняют само представление о современном протезировании.
«Мы активно работаем над системами обратной связи, включая виброотдачу, давление, температурные сигналы, плотность и величину объекта, чтобы максимально приближать опыт использования протеза к реальному осязанию».
Татьяна Ларионова, операционный директор «Моторики»
Другие продукты компании
Протезы рук — не единственное направление работы «Моторики». Производственная площадка в ОЭЗ «Технополис» ориентирована прежде всего на бионические и тяговые протезы верхних конечностей, но компания развивает и другие направления медицинской реабилитации.
Среди них — протезы нижних конечностей, которые позволяют восстанавливать подвижность после ампутации ног. Еще одна разработка — нейростимуляторы. Это инвазивные устройства, которые имплантируются в тело и имитируют работу нервов. Как поясняют в компании, они помогают справляться с фантомными болями — неприятными ощущениями в отсутствующей конечности, которые возникают у многих людей после ампутации.
Также в портфеле компании — специальные коляски, адаптированные под индивидуальные особенности пользователей. Однако эти направления производятся на других площадках, и в Технополисе сосредоточены именно на протезах верхних конечностей.
Контроль и отправка
После сборки протез поступает на финальную проверку. Специалисты оценивают работоспособность всех жестов, точность движений и соответствие техническим параметрам.
Затем устройство комплектуется. Пользователь получает не только сам протез, но и зарядку, сменные напалечники, манжеты, а также поролоновые шарики для тренировки хвата.
После упаковки изделие передается в логистику. «Моторика» работает со странами СНГ, а также открыла офис в Индии в 2025 году. Дальнейшее взаимодействие происходит через сервисные каналы, менеджеров клиентского сервиса и колл-центр.
Почему это не автоматизировать
Несмотря на наличие современного оборудования — 3D-принтеров, лазерных станков, роботизированных сварочных установок — полностью автоматизировать производство протезов не получается. И вряд ли получится в обозримом будущем. «Мы рассматривали этот вариант. Приходили с роботами, смотрели. Но чтобы автоматизировать, например, шлифовку, нужно писать программу под каждую индивидуальную гильзу. Это невероятно дорого и нецелесообразно», — пояснили в компании.
Большинство работ по-прежнему выполняется вручную. Это касается и шлифовки, и сборки, и, конечно, художественной покраски. Именно ручной труд позволяет адаптировать серийные решения под конкретного пользователя и удерживать баланс между масштабом производства и индивидуальностью результата.
Вывод
Производство протезов — это не линейный конвейер, а сложная система, где пересекаются медицина, инженерия и цифровые технологии. Процесс начинается с человека — с гипсового слепка, который становится точной копией его руки, — и заканчивается устройством, которое должно стать продолжением его тела.
Даже при использовании 3D-печати и цифрового моделирования решающую роль по-прежнему играет ручная работа. Именно она позволяет адаптировать серийные решения под конкретного пользователя и удерживать баланс между масштабом производства и индивидуальностью результата.