ОБЗОР АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ МАССАЖНЫХ УСТРОЙСТВ

Одним из важных способов лечения заболеваний является медицинский массаж. Медицинский массаж — метод лечения и профилактики, представляющий собой совокупность приемов механического дозированного воздействия на различные участки поверхности тела человека, производимого руками массажиста или специальными аппаратами [1]. 

Первые попытки автоматизировать массажные движения были основаны на традициях массажа шиацу, в котором преобладают не разминающие и поглаживающие движения на западный манер, а разное давление на определенные точки. В 1940-х годах в Японии инженером Акио Такахаси было изобретено первое массажное кресло. Применение массажных кресел очень распространено и на сегодняшний день. Массажные кресла стоят в торговых центрах, аэропортах, фитнес центрах, в офисах и т.д.

Большой выбор массажных кресел предоставляет фирма Yamaguchi. В кресла этой фирмы встроено большое количество видов программ (до 38), также они производят кресла для различных сфер деятельности: отдых (дома), работа (офисные кресла), и т.д. Кресла делают следующие виды массажа: разминание, постукивание, шиацу, похлопывание, шведский, роликовый. Они массируют практические все зоны тела: шея, плечи, спина, поясница, руки, ягодицы, бёдра, икры, стопы. Несмотря на большое количество положительных аспектов, высокого уровня комфорта, массажные кресла являются продуктом премиум сегмента и недоступны многим гражданам. Их цена составляет от 300 до 1600 тыс. руб. Также массажное кресло имеет большие габариты. Внешний вид массажного кресла представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Массажное кресло Yamaguchi

В настоящее время активно внедряются роботизированные комплексы в массажную практику. Так Калифорнийский стартап Massage Robotics представил автономный массажный робот с встроенным искусственным интеллектом. Устройство оснащено двумя роботизированными руками и представляет собой автономный массажный робот в натуральную величину. Одна рука катит колеса вверх и вниз по спине пациента, в то время как другая фокусирует широкую штангу на его подколенных сухожилиях. Робот подключен к системе Google Cloud Platform, а также оснащен системой искусственного интеллекта. Пользователи могут разговаривать с ним для управления движением и силой прикосновения во время процедуры. Стоимость Massage Robotics соответствует премиум сегменту. На рисунке 2 представлен внешний вид массажного стола Massage Robotics.

Рисунок 2. Массажный робот Massage Robotics [2]

В Сингапуре разработан робот-массажист, названный Emma, сокращенно от Expert Manipulative Massage Automation (рисунок 3), он специализируется на массаже спины, имитирует человеческую ладонь и большой палец для воспроизведения терапевтических массажей [3].

Рисунок 3. Робот-массажист Emma [3]

Emma использует передовые датчики для измерения жесткости сухожилий и мышц, а также искусственный интеллект и облачные вычисления для расчета оптимального массажа и отслеживания выздоровления пациента в течение всего курса лечения. Emma имеет сенсорный экран с сочлененной роботизированной конечностью с шестью степенями свободы. На конце конечности закреплены два мягких массажных силиконовых наконечника, которые можно нагревать. Emma также оснащена усовершенствованными датчиками и диагностическими функциями, которые позволяют точно измерить жесткость конкретной мышцы или сухожилия. Процесс лечения пациента фиксируется, отправляется на облачный сервер, где искусственный интеллект вычисляет точное давление, которое должно быть оказано во время процедуры массажа. Искусственный интеллект позволяет отслеживать и анализировать прогресс пациента, генерируя отчет о результатах, который позволит врачу оценить степень выздоровления пациента, используя точные эмпирические данные. Из недостатков роботизированного комплекса Emma можно выделить, что робот не может массировать суставы шеи и конечностей, то есть количество областей массажа у данного робота ограничено. Также такой роботизированный комплекс может быть установлен только в медицинских центрах, больницах и использоваться под контролем медицинского специалиста.

 Инженеры из Великобритании, Китая и Египта разработали роботизированную систему массажа в умных домах с использованием датчика силы и динамического примитива движения. Разработанному роботу-массажисту можно показать нужные движения, после чего он запомнит их и сможет применить на других людях, поддерживая при этом комфортный и безопасный уровень нажатия на спину. Авторы проверили работу алгоритмов на трех задачах. Сначала инженер пять раз двигал манипулятор над бумагой и обучал его рисованию синусоиды. После обучения робот смог не только повторить траекторию, но и сделать ее более гладкой. Во втором и третьем эксперименте робот уже выполнял свою основную задачу. В одном из них участвовало три добровольца, а демонстрации проводились только один раз на одном из них [4]. Тем не менее манипулятор смог подстроиться под различия в форме и размерах тела между тремя участниками. Данный проект находится на стадии разработки. В настоящее время, разработанный робот-массажист может только рисовать синусоиды на спине пациента, то есть робот обладает малым количеством необходимых действий для проведения медицинского массажа.

Caspix Robotics создал массажное устройство iYU с чувствительным роботом (рисунок 4). Для массажа компания использует робот KUKA LBR Med. KUKA LBR Med создан для интеграции в медицинские изделия, имеет семь степеней свободы, оснащен универсальным фланцем для медицинских инструментов, созданных по индивидуальному заказу (рисунок 5). Основатели компании Кэрол Франсуа Эйсотье, физиотерапевт Стефан Ролле. Создатели продукта отмечают, что 80 процентам людей нравится массаж, но только 3 процента включают его в свою повседневную жизнь, кроме того, у физиотерапевтов рано возникают проблемы с руками из-за большой физической нагрузки, именно здесь приходит на помощь робот-массажист. Компания выпускает устройство в двух версиях: одна для спа-центров, отелей и компаний, а другая для спортивных, фитнес-центров и тренировочных центров [5]. Чувствительность и точность – ключевые аспекты массажного робота. Устройство включает в себя различные виды массажа, а также возможность выбора музыки для обеспечения полного расслабления пациента.

Рисунок 4. Массажный робот iYU [5]

Рисунок 5. Фланец робота KUKA LBR Med [5]

Массаж начинается нажатием кнопки на пульте дистанционного управления, его можно остановить в любой момент, а давление индивидуально регулируется во время массажа. Генеральные директор компании отмечает, что созданную технологию можно использовать во многих других процедурах, например, в лазерной терапии для удаления татуировок, волос на теле или пигментов кожи.

Российские ученые разработали робот-массажер, который сможет делать вакуумный массаж участникам экспедиции Международной космической станции (МКС) [6]. Макет робота «Триангель» представляет собой треугольный механизм, состоящий из трех стержней с вакуумными банками на концах, которые крепятся к телу человека (рисунок 6).

Рисунок 6 – Массажный робот «Триангель» [6]

Робот эффективен для лечения остеохондроза позвоночника и люмбаго, при пневмониях и бронхите, а также при миозитах и пояснично-крестцовом радикулите [7]. Для проведения процедуры не требуется присутствие массажиста, возможно программное дистанционное управление роботом или через интернет, то есть специалист может производить массаж космонавту находясь на Земле.

Калифорнийская технологическая компания Flexiv разработала роботизированный манипулятор Rizon 4, способный разминать мышцы спины по китайским массажным методикам (рисунок 7) [8]. В робототехническом комплексе используются камеры и лидары для визуального очувствления, с помощью них определяется местоположение позвоночника, рассчитывается размер тела пациента, выявляется положение конечностей и основных групп мышц спины.

Рисунок 7. Массажный робот Rizon 4 [8]

В качестве рабочего органа манипулятора на Rizon 4 установлен силиконовый наконечник, с помощью которого возможно производить китайский массаж, тайский массаж, общий массаж спины. Вес манипулятора 20 кг, имеет семь степеней свободы.

В таблице 1 приведена сравнительная характеристика массажных комплексов, отмечены достоинства и недостатки всех разработок.

Таблица 1. Сравнительная характеристика массажных устройств

В основном все рассмотренные массажные робототехнические комплексы включают в себя систему технического зрения, силомоментные датчики и используют технологии искусственного интеллекта. Также большинство массажных устройств сосредоточено на массаже спины и не массирует конечности пациента. Производить анализ и устанавливать причины болезни пациента, ставить диагноз перед началом процедуры роботизированного массажа по-прежнему должен медицинский специалист. Таким образом, все существующие робототехнические комплексы позволяют только частично автоматизировать процесс массажа не исключая присутствие медицинского специалиста во время процедуры.

Большое количество массажных робототехнических систем разработаны зарубежными компаниями. На сегодняшний день в России большое распространение получили массажные кресла, которые проводят не медицинский массаж, а общий массаж всего тела. В России существует необходимость в разработке отечественных аналогов робототехнических комплексов для проведения медицинских процедур, в частности для медицинского массажа, с помощью которого будет производиться лечение определенной области тела человека.

1. Глава 7. МАССАЖ // VMEDE. URL: http://vmede.org/sait/?id=Vosstanovit_med_epifaqnov_2013&menu=Vosstanovit_med_epifaqnov_2013&page=9 (дата обращения: 12.11.2023).
2. Как выглядит автономный робот-массажист // Тренды. URL: https://trends.rbc.ru/trends/industry/61e7e1cf9a7947054fe59ad6 (дата обращения: 12.11.2022).
3. Первый в Сингапуре робот-массажист PHYSORG URL: https://phys.org/news/2017-10-singapore-robot-masseuse.html (дата обращения: 07.12.2022).
4. Усовершенствованная система роботизированного массажа в умных домах с использованием измерения силы и примитива динамического движения // National Library of Medicine. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7344303/ (дата обращения: 14.12.2022).
5. LBR Med applies the pressure in the iYU // KUKA. URL: https://www.kuka.com/en-de/industries/solutions-database/2020/07/capsix (дата обращения: 15.10.2023).
6. Саяпин С.Н. Анализ и перспективные применения автономного симбиозного самоперемещающегося массажного робота «Триангель» на борту пилотируемой космической станции // Авиакосмическая и экологическая медицина. – 2020. – Т. 54., №1. – С. 75-78.
7. Учены разработали робот – массажер для МКС // ТАСС НАУКА. URL: https://nauka.tass.ru/nauka/8653535 (дата обращения: 20.11.2023).
8. 8. Rizon 4 robot could reduce the cost of back massages // NEW ATLAS. URL: https://newatlas.com/robotics/rizon-4-robot-back-massages/ (дата обращения: 20.11.2023).

Все статьи автора «Удодова Мария Дмитриевна»