Привет.
Технологии, улучшающие нашу жизнь, часто являются не только информационными. Иногда не обойтись без банальной механики. Ведь, например, старую добрую еду из Интернета пока еще не скачаешь, а роботы, хоть и продвинулись, турник повесить не смогут и диван в комнату через узкий проем не пронесут. Вот и приходится полагаться на «дедовские» способы. Еще серьезнее обстоит вопрос с лечением. И хотя подорожник больше не в чести, многие процедуры лечения остаются более чем ручными. Помню мой затяжной курс у зубного из-за необходимости удаления 4 зубов мудрости. С первыми тремя все прошло более-менее гладко, хотя остатки одного я через пару дней вытащил самостоятельно. А вот последнему не хватило места, и он рос, упираясь в своего соседа. В итоге меня направили к хирургу. И у него на столе я краем глаза заметил копию своего набора для столярных работ. Разве что рукоятки у инструментов были металлическими, а не деревянными. В детали вдаваться не стану, поскольку это те еще вьетнамские флешбэки. Суть в том, что часто требуется весьма топорный подход, который технологиям не доверишь. Банально нерентабельно. А вот где технологии нужны, так это в протезировании, которое неразрывно связано и с робототехникой, и с экзоскелетами. И если с электронной начинкой и материалами проблемы более-менее решаемы, то вот с фундаментальными вопросами не всегда удается разобраться. А мы попробуем. Но сначала — об изобретении из прошлого выпуска.
Обратная связь
В «Уголке №96» у нас была система, которая проверяет новые комментарии на пересечение с ранее написанными. Суть идеи в том, что нередко можно наткнуться на какой-нибудь пост, например, в Telegram, который собрал множество реакций и читательских ответов. Если же захочется высказаться, то есть неслабый шанс оказаться дублером чьих-то слов. Мне как автору это не нравится. Не знаю, почему, но повторять за кем-то мне видится самоупреком в неоригинальности. Но на данный момент ничего, кроме ручного поиска по комментариям, нам не предлагают. Мне, по крайней мере, ничего не попадалось. А, значит, какое-то решение нужно было предложить. С нашей версией можно ознакомиться по ссылке ниже:
Если кратко, то мы предложили отключаемую возможность проверять комментарий на предмет пересечений с уже оставленными непосредственно в процессе написания. Были описаны варианты изобретения на случай как буквального словесного совпадения, так и смыслового, которое вполне могла бы оценивать нейросеть. Lecron увидел сходство с вопросно-ответной системой, где неизбежны дублирования вопросов. А вот причину, почему люди не воспользуются поиском, прежде чем задать вопрос, озвучил уже Deodorant (орфография и пунктуация авторские):
«Люди эгоисты и их интересует только они сами. Поэтому, сначала напишут, а потом будут смотреть кто что ещё написал».
В связи с этим появилась еще одна мысль. Нередко держатели канала вынуждены удалять сообщения пользователей из-за хамства, например, или оскорблений других участников беседы. Это напрямую влияет на обстановку в ветке комментариев из-за того, что токсичность отбивает всякое желание что-либо писать. Однако и повторяющиеся комментарии могут быть препятствием. Это банально визуально некрасиво. И в этом случае автор канала мог бы принудительно ограничить написание подобных однотипных высказываний. В качестве варианта добавим в формулу.
- Способ проверки записей на предмет повторения по п.1 – п.5, отличающийся тем, что:
- система выдает заключение о степени совпадения текста набираемой записи с уже созданными записями в виде перечня релевантных записей и блокирует отправку записи для ее изменения до исключения совпадений.
Мне видится аналогия с придумыванием пароля, когда система требует определенного набора символов для более стойкого к взлому варианта, на лету меняя свое заключение о надежности комбинации.
В процессе обсуждения появилась идея группировать комментарии, которую я сначала воспринял с энтузиазмом, а спустя неделю уже сомневаюсь. Приведенные примеры не показались мне полезными. Вот совсем. Будьте добры, после текста разъясните подробнее, в чем суть, возможно, я просто недопонял.
Достаточно. Переходим к следующему изобретению.
Проблема
Изначально задачу обозначил Владимир Репин в комментариях к «Уголку №90», где мы обсуждали умную роботизированную руку в виде экзоскелета, способную подсказывать ее владельцу геометрию поверхности, по которой он перемещается. Тогда самую новаторскую идею предложил пользователь с никнеймом Timur, который указал на возможность придания руке позы удержания поручня. Это позволит, корректируя ее положение, направлять пользователя по маршруту, имитируя не только повороты, но и подъемы, и спуски. Владимир же задал следующий вопрос (орфография и пунктуация авторские):
«Я не знаком со спецификой слепых, но знаком со спецификой протезов конечностей. Задача там выглядит так. У вас есть надутый воздушный шарик и ботинок. Соедините одно с другим хотя-бы неподвижно. Чтобы крепко держалось и шарик не портило. На сегодня эта задача не решена».
Я так понимаю, что эта задача стоит потому, что протез должен плотно держаться, но при этом не передавливать культю. Типовое противоречие для ТРИЗ. Должен быть жестким для надежности крепления, но должен быть мягким, чтобы не повредить закрепленную деталь. Давайте поизобретаем.
Чтобы немного снизить напряжение от довольно серьезной темы, предлагаю посмотреть видео. У человека ограниченные возможности, но он не потерял ни чувства юмора, ни настроя на лучшее. А еще, судя по всему, он инженер.
Уровень техники
Думаю, что уже по видео парня из стендапа можно сказать, что существуют бионические протезы, которые могут управляться человеком сопоставимо с возможностями реальной руки. Безусловно, слово «сопоставимо» предполагает ограничения, но все же типовых вещей вроде удержания стакана, ухватывания ручки двери или почесывания лба добиться можно. Но искать аналоги мы начнем с простых вариантов. Например, вот с таких:
Здесь управление протезом полностью отдается на откуп владельцу и зависит от отлаженности движений спортсмена. Механика работы устройства сосредоточена в гибкой пластине, а удержание на ноге достигается исключительно плотным креплением, поскольку цель состоит именно в качественном креплении. Во многом ценой некоторого удобства.
Следующий вариант протезов с точки зрения крепления внешне мало чем отличается от предыдущего устройства для бегунов.
Однако ровно до момента, пока не вникнешь в суть и не поймешь, что подобные протезы — это уже больше гаджеты. Они созданы, чтобы аналогично ручному протезу из видео приблизить функционирование замененной конечности к живому аналогу. Взгляните на иллюстрацию ниже:
Признаюсь, у меня холодок по спине пробежал. Смысл в том, что из нервных окончаний, сосудов и частей мышц формируют структуру, и она, соединяясь с бионическим протезом, в котором есть соответствующие «контакты», позволяет передавать сигнал от мозга непосредственно к протезу. Именно так и происходит управление подобным устройством. Аналогично система работает и для рук:
Если обратиться к схеме из патента, то в ней, в принципе, раскрыт механизм на инженерном языке:
Однако крепления в данном патенте не касаются. Во главе угла именно осуществление передачи сигнала, проводники и т.п. Удержанию протеза уделено много времени и умственных усилий в другом охранном документе.
На первый взгляд может показаться, что перед нами типовой бионический протез, его варианты описывались выше, но не все так просто. В частности, бросается в глаза тот факт, что среди изображений присутствует и стандартный «беговой» вариант:
Обращает на себя внимание количество конструкционных деталей. Взгляд сразу цепляется за элемент, обозначенный позицией 247. Что это? Открыв описание, мы выясняем, что это не что иное, как насос. И пелена загадки тут же спадает. Дело в том, что схема протеза из данного патента предполагает вакуумное удержание протеза, которое осуществляется за счет откачки воздуха из места соприкосновения культи и гильзы, в которой она установлена. При постановке ноги воздух через клапан выходит в окружающее пространство, а при поднятии происходит его откачка из пространства между культей и гильзой.
Последний патент можно указать в качестве прототипа. Однако и покритиковать его можно. Все дело в том, что с удержанием он, может, и справится, и даже задачу Владимира Репина, возможно, решит при ее некоторой модификации, но вот жесткого взаимодействия между живой тканью и протезом избежать не удастся. Хотя прием в виде вакуумирования — это подход в духе ТРИЗ. Мы от него отказываться не станем. Но воспользуемся еще одной идеей, которую я видел в каком-то концептуальном устройстве для спасения из горящих зданий. Оно иронично называется «Рапунцель».
Конструкция довольно простая и, на мой взгляд, весьма продуманная. И именно ее отдельные элементы мы добавим к нашему изобретению. Суть в том, что среди приемов по разрешению противоречий в ТРИЗ есть прием с использованием принципа «матрешки», который мы объединим с принципом «посредника». Названия у них говорящие, так что разъяснять не станем, а сразу опишем работу устройства.
Осуществление изобретения
Человек с ограниченными возможностями в передвижении, например, с отсутствием нижней конечности ниже колена, приступает к установке протеза. Он вставляет культю в гильзу и с силой вдавливает ее внутрь. Полость внутри гильзы представляет собой эластичный двухслойный мешок, между слоями которого находится воздух. Один слой плотно прилегает к поверхности культи владельца, а второй соединен непосредственно с протезом. Между слоями эластичного мешка могут быть предусмотрены перепонки во избежание выворачивания мешка при снятии протеза. В момент, когда культя оказалась вдвинута в протез, воздух между слоями был сдавлен и частично вытеснен через клапаны. Когда же давление ослабло и перепонки между слоями мешка стремятся расправить его до первоначального состояния, воздух начинает подсасываться через отверстия в том слое, который соприкасается с тканями конечности. Это происходит во время хождения, когда протез попеременно оказывается сначала в контакте с поверхностью перемещения, а затем поднятым в воздух. Таким образом, при контакте с поверхностью перемещения происходит амортизация за счет воздушной подушки двухслойного мешка, а при подъеме протеза над поверхностью — вакуумное удержание.
Формула изобретения
- Протез конечности, содержащий корпус, опорно-соединительный узел, приемную гильзу и концевую часть;
- упомянутый опорно-соединительный узел выполнен в виде двухслойного мешка в форме стакана, содержащего по меньшей мере один впускной и один выпускной воздушные клапаны, а также перепонки между слоями, при этом внешний слой соединен с приемной гильзой, а внутренний выполнен в форме конечности.
- Протез конечности по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один впускной клапан расположен на внутреннем слое двухслойного мешка.
- Протез конечности по п.1 и п.2, отличающийся тем, что перепонки между слоями выполнены таким образом, что обеспечивают перемещение внутреннего слоя двухслойного мешка относительного внешнего слоя исключительно по вертикали.
Следует отметить, что подобная конструкция не исключает использования и в качестве элемента экзоскелета, поскольку допускает установку в протез и здоровых конечностей.
Традиционно ждем вас в комментариях. Если вдруг что-то непонятно, то спрашивайте, обязательно все разъясним. Дополняйте, критикуйте, делитесь собственными знаниями и соображениями.
Смелых идей, отличных изобретений и успешных продуктов. Удачи!