Биолокатор, как сердце Тони Старка: как ноу-хау инженера из Астаны меняют жизнь земляков

Уникальные научные решения инженера-энергетика из Астаны Нурбека Енсебаева позволяют незрячим детям изучать языки, людям без глазных яблок – заниматься спортом, колясочникам – встать на ноги и даже заняться спортом. В европейских научных кругах разработки казахстанца признаны революционными, а заказы на изделия – самоучитель Брайля, биолокатор, экзоскелет и так называемый "рыбий хвост" – поступают со всего мира. Корреспондент BaigeNews.kz пообщался с автором уникальных социальных разработок.

"Вдохновляет Илон Маск"

Нурбек Енсебаев – житель Астаны. Выпускник программы "Болашак", учился в Москве. Но считает, что для важных открытий важны не столько научные регалии и степени, сколько "ниет" – намерение. В его случае это желание помогать детям и взрослым с ограниченными возможностями. И тогда всё складывается наилучшим образом – и команда единомышленников, и обстоятельства. Казахстанского учёного вдохновляет пример Илона Маска, который, не имея степени магистра или доктора наук, создаёт и успешно внедряет по всему миру абсолютно уникальные проекты, которые меняют к лучшему жизнь миллионов людей.

"Я занимаюсь разработками, по сути, со студенчества, потому что учился на инженера, – рассказывает ученый – А направление постепенно сложилось во многом из-за того, что часто пересекался с молодёжью с ограниченными возможностями. Например, с нарушениями опорно-двигательного аппарата, некоторые из них передвигались на колясках, также слабовидящими или и вовсе тотально незрячими. В целом, в большинстве стран адаптация для такой категории граждан слабая, не хватает нормальной полноценной инфраструктуры. Пандусы нередко резкие, под углом в 45 градусов. Далеко не везде применяется шрифт Брайля. Слепой человек, покупающий тот же чай, имеет право нащупать пальцами надпись. Это большая редкость, причём не только для Казахстана, – чтобы продукция имела специальные обозначения. Те же самые тифлодорожки, они в чём-то полезны, но, когда снегоуборочная машина убирает снег, разрушает их. И незрячим приходится каждый раз ждать, когда положат новые. Это не совсем практично, пора разработать и внедрить гораздо более эффективные технологии".

Этим и занялся молодой человек по возвращении на родину. Он задался целью помочь людям с инвалидностью жить максимально полноценно. Собрал команду, начали создавать видеоигры, которые помогают детям с особенностями в развитии развивать логику, стратегическое мышление и другие качества.

Благодаря следующей разработке Енсебаева и его команды незрячие дети и взрослые могут осваивать алфавит, учить новые языки – одним словом, развиваться.

"Школ для незрячих не так много, как бы хотелось, не во всех городах они есть. Число мест ограничено – в пределах 100-200. При этом в Казахстане порядка 700 тысяч граждан с инвалидностью, из них около 160-ти – незрячие и слабовидящие, в том числе порядка 9 тысяч – дети. Поэтому далеко не все имеют возможность освоить тот же шрифт Брайля. Особенно, если трагедия с человеком произошла в уже "нешкольном" возрасте", – рассуждает инженер-энергетик.

Его разработка – самоучитель Брайля – представляет собой тренажёр, программное устройство для обучения навыку чтения при помощи подушечки пальцев. Имеется корпус с лицевой панелью и микроконтроллер, к которому подключены строка для чтения элементов кода Брайля (находится на лицевой панели) и все навигационные функциональные кнопки. Они выполнены в виде клавиатуры. К аппарату также подключены наушники проводные, адаптер для питания от электросети, съёмные батарейки.

Самоучитель Брайля в "казахстанской" расцветке

Каков принцип работы?

"Как Вы знаете, шрифт Брайля состоит из шести точек. В каждой ячейке есть точка либо её нет. Если считать слева направо и сверху вниз, то буква "А" – это точка № 1. В остальных ячейках точек нет. По такому же принципу работает всё остальное. Обучающийся нажимает на клавишу, звучит голос – озвучка буквы. Помимо этого, ученик учится распознавать эту букву (цифру, символ) тактильно, подушечками пальцев", – пояснил собеседник.

Авторы разработки по праву гордятся её удобством в использовании, компактностью и эргономичностью. К слову, они создали несколько прототипов самоучителя Брайля. Первый был чисто чёрный – сам аппарат и все клавиши, по форме – более прямоугольный. Да и по размеру – более объёмный.

"Потом дети попросили уменьшить его – чтобы было удобней держать в руке, чтобы помещался, к примеру, в карман пиджака. Мы также убрали все острые углы, сделали более овальным, дабы исключить вероятность травмирования. Поменяли цвета на "казахстанские" – теперь аппарат белый, клавиши синие", – дополнил Нурбек Енсебаев.

Самоучитель Брайля стал замечательной возможностью для онлайн-обучения незрячих детей. Поначалу аппарат позволял изучать казахский, русский и английский языки. Но по мере знакомства с изобретением казахстанского учёного стали поступать запросы из разных стран.

"О нас узнали за рубежом. С нами связались Китай, арабские страны – Катар, Саудовская Аравия, Объединённые Арабские Эмираты. Они просили адаптировать самоучитель под "их" языки. К примеру, в случае с арабским речь шла в том числе о мусульманах, которые в силу разных обстоятельств потеряли зрение, но хотят изучать Коран. В Америке есть испаноязычные штаты, в том числе Техас, Калифорния, Алабама, там заинтересованы, чтобы в настройках был испанский", – прокомментировал собеседник.

Отличные отзывы команда получила и от отечественных педагогов.

"Мы с удивлением и радостью получаем отзывы от тифлопедагогов. По их словам, не только "просто" незрячие дети, но и имеющие, кроме проблем со зрением, сопутствующие заболевания, такие, как тяжёлая форма ДЦП, деградация памяти и другие, смогли не только научиться читать, но и догнать своих сверстников. По факту наши устройства, несмотря на простоту, создали возможности для всех детей с особыми потребностями", – поделился автор разработки.

Аппараты уже переданы в школы Атырау, библиотеки и общество незрячих Атырауской области. Буквально недавно их вручили школе для детей с особенностями развития в Астане. Спонсорами выступили крупные зарубежные и отечественные компании.

Биолокатор: заниматься спортом… без глазных яблок

Следующей целью для Нурбека Енсебаева и его единомышленников стала разработка технологии, позволяющая незрячим… видеть. И как следствие вести максимально полноценный образ жизни – учиться, работать, водить машину, заниматься спортом.

"С другом произошла беда, у него отслоилась сетчатка глаза. К счастью, её удалось спасти и восстановить зрение в течение ближайших дней. Но мы понимаем: в жизни по-разному бывает. Поэтому решили попробовать создать аппарат, который поможет людям в таких случаях ориентироваться в пространстве и сохранить максимум качества жизни. В основу легла способность человека, скажем так, видеть не глазами, а мозгом. Мы занялись разработкой технологии, которая позволяет человеку понимать, к примеру, расстояние до объекта, его высоту, материал и так далее, благодаря отражённому звуку", – пояснил инженер.

Так появился биолокатор – более сложное изобретение. Он, повторимся, подходит для тотально слепых людей. В том числе, когда человеку удалили глазные яблоки. И в этом – уникальность казахстанской разработки.

Биолокатор представляет собой девайс, который вешают на шею, как медальон, и он подаёт своему хозяину импульсы.

"Посредством биорезонансных характеристик активизируется зрительная кора человека. В результате в мозгу воспроизводятся чёткие образы, которые позволяют незрячему, к примеру, взять со стола стакан, налить себе кофе, покататься на велосипеде. Другими словами, обработка происходит в зрительной коре головного мозга. Она и передаёт информацию о форме, материале объекта, расстоянии до него, направлении движения", – рассказывает собеседник.

Отметим, что по этим двум изобретениям – биолокатору и самоучителю Брайля – Нурбек Енсебаев и его команда стала номинантом премии ООН в 2020 и 2022 годах. Тем самым она доказала эффективность и современность своих разработок. Кроме того, казахстанские учёные опубликовали серию статей в Британском научном журнале, и они получили самый высокий рейтинг – Q1, то есть с наиболее высоким уровнем цитируемости и востребованности научным сообществом. А открытия признали революционными.

"В публикациях мы обосновали, что, благодаря биолокатору, люди без глазных яблок могут заниматься любым видом спорта. Также они эффективны в работе при пожарах или землетрясениях. Есть такие явления, как дифракция и диффузия, когда звук огибает препятствия и когда проходит сквозь них. Поэтому тотально незрячие люди видят сквозь некоторые объекты и не только те, что впереди, но и сзади, могут идти спиной и при этом не спотыкаются о препятствия. Они их видят. У человека, потерявшего зрение, зрительные функции переключаются на слуховые. Мы обосновали, что всё это возможно, благодаря нейропластичности мозга", – пояснил собеседник.

Проект по биолокатору получил поддержку от Всемирного банка.

"Он выделил деньги, чтобы мы выявили прототипы, то есть провели исследования, есть ли в мире аналоги. Они были удивлены, ведь в этом направлении работают разные крупные компании, в том числе Майкрософт, но создать технологию, которая позволит незрячим людям, к примеру, кататься на велосипеде, им не удалось. Мы понимаем, что, возможно, есть научная удача, стечение обстоятельств", – скромно подметил казахстанец.

Нурбек Енсебаев выразил признательность тифлопедагогам, которые разъясняют запросы и нюансы, ведь понимание проблем лиц с инвалидностью у инженеров, "технарей" весьма поверхностное.

Как и в случае с самоучителем Брайля, дизайн биолокатора дорабатывался, с учётом пожеланий детей из разных стран, в том числе Турции, Азербайджана. К примеру, ребята просили, чтобы девайс выглядел округлым, как сердце супергероя комиксов издательства Marvel Тони Старка. Для взрослых он прямоугольной формы, очень даже стильный. И если первый аппарат из-за множества батареек был довольно крупный и тяжёлый, то последняя модель радует лёгкостью и тонкостью, по сути, она напоминает айфон. Повесил на шею – и вперёд, заниматься любым видом спорта или работать, путешествовать.

В Казахстане биолокатором заинтересовались крупные компании-меценаты, Министерство образования, а также неправительственные организации, к примеру, фонд "Казахстан халкына". Поступают серийные заказы из зарубежья, например, из Африки – на 500 биолокаторов и на такое же количество самоучителей. Заключены договора с рядом школ в США, где намерены внедрять разработки казахстанских инженеров в разных штатах. К примеру, уже в этом году такую работу начнут в Техасе.

"Рыбий хвост" помогает восстановить позвоночник

Это изобретение позволяет пациентам восстановить позвоночный каркас. Авторы называют его "рыбий хвост" и "плавник". Он надевается на ноги и позволяет двигаться в воде, как рыба. При этом очень хорошо работают все отделы позвоночника – шейный, грудной, позвоночный, крестцовый, копчиковый, а реабилитация происходит в щадящем режиме из-за эффекта невесомости. Но плавать нужно не привычными кролем, брассом или баттерфляем.

"Грубо говоря, рыба в воде двигается чисто за счёт позвоночника – двигая им из стороны в сторону, а человек – помогая себе руками и ногами. С нашим плавником он делает это, как рыба. И это очень правильно, потому что, двигаясь в повседневной жизни только фронтально (вперёд-назад) и очень-очень редко – сагиттально (из стороны в сторону), позвоночник постепенно "закостеневает", что влечёт за собой много проблем со здоровьем", – отметил собеседник.

Между тем, позвоночник – это проводник сигналов от мозга ко всем органам и тканям. И любые нарушения на этом участке приводят к сбою в работе внутренних органов.

"Спинной мозг влияет на мышцы, конечности, даже приводит в движение кишечник. Поэтому если сигналы проходят стандартно, адекватно, нет ущемлений, всё работает хорошо. Как только начинаются остеохондрозы, протрузии, мы, конечно, можем некоторое время не замечать, но потом они всё равно дают о себе знать. Упражнения с плавником укрепляют и мышцы спины, и улучшают амплитуду движений в межпозвонковых суставах. Кровоток улучшается, нервные корешки расслабляются. Всё, что защемилось, расщемляется", – говорит Нурбек Енсебаев.

Он напомнил, что плавание – это единственный вид спорта где все мышцы работают, сжигается висцеральный жир, который на внутренних органах.

"Сжечь его сложно. Плавник – идеальный вариант и похудеть, и восстановить здоровье полностью. Также улучшается обмен веществ, вообще все обменные процессы ускоряются, расщепляются кислоты – мочевая, молочная, все вредящие организму различные соединения выводятся из организма. Он начинает работать в молодом режиме. Мы обновляемся", – подчеркнул инженер-изобретатель.

Команда тесно сотрудничает с крупной клиникой в Астане, постоянно консультируется с врачами, а "рыбий хвост" успешно тестирует на пациентах центра. Сейчас авторы изобретения готовят научную статью с обоснованием, как "плавник" способен восстановить позвоночник у пациентов с остеохондрозом, протрузией межпозвоночного диска, грыжей, радикулитом, артрозом и так далее.

К слову, ограничений по возрасту здесь нет, плавать с "рыбьим хвостом" могут как дети, так и пожилые люди. Как на море, так и в обычном бассейне. Причём плавник эффективен и для тех, кто здоров и хочет предупредить болезни. Ноу-хау очень вовремя, учитывая, как много времени сегодня молодёжь проводят за гаджетами и компьютерами. Ну, и, разумеется, своим изобретением пользуются и сами авторы.

"Мы разместили экзоскелет в открытом доступе, чтобы любой мог собрать его сам"

Экзоскелет – это робот, который способен в буквальном смысле поднять на ноги неходячих детей и взрослых. Из-за проблем с опорно-двигательным аппаратом многие из них прикованы к коляскам.

"У большинства из них сохраняется подвижность верхней части тела. Поэтому мы изначально думали над вопросом о том, как передать энергию мышц верхней части тела на движения ног. Нам нужно было понять, какой элемент в наших ногах является самым главным. И когда мы провели эксперименты, пришли к выводу, что стопа – самая главная. Потому что даже если колени прямые, мы их не сгибаем, а ходить-то можем", – говорит Нурбек Енсебаев.

Но при передвижении таким образом тело не совсем устойчиво. Поэтому к экзоскелету добавили седло – чтобы человек мог поддерживать своё тело в области таза. Принцип работы состоит в том, что стопы с помощью специальных приспособлений прикрепляются к кистям рук. И уже от них управление передаётся на стопу. Но у авторов робота есть своё принципиальное условие к пациентам.

"Когда мы прототип разрабатывали, столкнулись с проблемой, что не каждый колясочник может сделать этот шаг из-за того, что у него большая атрофия мышц. Нам пришлось поставить условие перед теми, кто хотел протестировать наш экзоскелет, – иметь хорошую физическую форму. В итоге на эксперимент согласилась 23-летняя девушка, у неё была травма позвоночника почти десять лет назад. За три месяца тренировок она восстановила форму – сбросила лишний вес, создала сильный мышечный каркас. В итоге она с экзоскелетом смогла встать, сделать несколько шагов. Для начала этого достаточно", – уверен собеседник.

Экзоскелет нельзя назвать абсолютным ноу-хау. Их давным-давно придумали и внедрили, к примеру, в США. Принципиальное отличие казахстанской разработки, по словам Енсебаева, – в самом подходе. Отечественный экзоскелет нацелен на то, чтобы человек тренировался сам.

"В американских роботах предусмотрен электропривод, и пользователь находится, скажем так, в расслабленном состоянии. Он нажимает на кнопку, и экзоскелет сам "передвигает" его. Мы же сделали его механическим, поэтому робот заставляет человека включать все группы мышц – постепенно за счёт регулярной физической нагрузки устраняется их атрофия. Это можно сравнить, допустим, с упражнениями на брусьях. То есть наш экзоскелет заставляет пользователя самому разрабатывать мышечный каркас, мозг, руки и ноги – всё тело", – подчеркнул инженер-энергетик.

Робот ещё предстоит дорабатывать, отмечает Н. Енсебаев. В первую очередь, для того, чтобы расширить его функционал и эффективность.

"Мы хотим, чтобы люди с ним бегали. И ещё один момент: пациенты с нарушениями опорно-двигательного аппарата делятся ведь на две категории – кто получил травму недавно, у них ещё сохраняется высокая активность тела. И те, у кого инвалидность много лет назад, они могут лишь частично восстановиться. Для того, чтобы экзоскелет помогал в полной реабилитации, нужны дополнительные фундаментальные исследования. Я уверен, что в ближайшее время нам удастся его запустить, работа идёт вплотную", – обещает автор.

Все свои разработки, вместе с научным обоснованием, учёные выкладывают в социальных сетях, а затем получают обратную связь от пользователей. Это могут быть замечания, предложения, пожелания по улучшению. И для команды такой фидбэк очень ценнен, ведь только так они могут понять, что упустили. А кому лучше знать, как не тем, кто этим будет пользоваться?

Разработчики планируют сделать доступ к изобретению открытым.

"Оно, на наш взгляд, достаточно простое. Мы хотим, чтобы любой нуждающийся мог собрать экзоскелет самостоятельно. Поэтому все патенты, права на интеллектуальную собственность мы планируем разместить в открытом доступе. Когда я говорю, что робот достаточно простой, то имею в виду: достать комплектующие, чтобы его воссоздать, не так сложно. Там нет микросхем, электроприводов, он чисто механический. Поэтому мы верим, что каждый человек в мире может достать запчасти и воссоздать его сам", – порадовал собеседник.

Как и по другим своим изобретениям, Нурбек Енсебаев и его единомышленники готовят публикацию с подробным научным обоснованием о том, как энергия верхней части тела преобразуется в ходьбу и бег.

Добавим, что, благодаря разработке команды команды, чемпионка Казахстанца по паратанцам Сабина Касымова водит автомобиль.

"Все дети мира имеют право на бесплатный шанс"

По словам авторов, ОАЭ выказывают большую заинтересованность в изобретениях, которые помогают улучшить качество жизни лиц с инвалидностью. Они готовы поддерживать разработчиков как финансово, так и в плане продвижения в рабских странах. Уже есть приглашения в Саудовскую Аравию и Катар. С проектами знакомятся делегации из Турции, Азербайджана и других государств. Имеется ряд договорённостей о сотрудничестве в США. Но в первую очередь, команде хочется быть полезной казахстанцам. Чтобы проектами заинтересовались в профильных министерствах – труда, здравоохранения, образования, поддержки… И начали активно внедрять разработки для своих граждан.

"Тогда они бы могли учиться и работать, создавать продукцию, заводить семьи. И уже не так сильно бы нуждались в пособиях, напротив, имели возможность платить налоги. То есть можно было бы решить целый круг социальных проблем. Причём это не стоит сверхъестественных денег, оплачивать тех же собак-поводырей гораздо дороже, ведь их нужно содержать, кормить, лечить, тренировать", – считает собеседник.

Нурбек Енсебаев работает в некоммерческой организации Sezual в Астане, это общественное объединение лиц с инвалидностью уже получило статус НИИ – научно-исследовательского института. Название происходит от казахских слов "сезу" – чувствовать и "ал" – возьми. К слову, в миссии компании изначально заложено, что все дети в мире должны получать эти разработки бесплатно. Потому что у них нет возможности заработать деньги, поэтому здесь важна поддержка государства либо меценатов.

Буквально на днях инженер-энергетик вернулся из Нью-Йорка, где успешно заключил меморандумы о сотрудничестве.

"За рубежом, когда слышат о том, что мы из Казахстана, удивляются. Говорят, мол, мы знаем об этой стране как о богатой полезными ископаемыми, нефтью. Но про то, что там есть разработчики, – нет. И мы, безусловно, счастливы, что вносим свой скромный вклад в развенчивание этого клише", – поделился Енсебаев.

Герой этой публикации живёт на несколько городов, но родным считает Астану.

"Поздравляю всех казахстанцев с Днём рождения нашей красивой, амбициозной столицы!  Желаю нашему народу процветания, здоровья и достатка. Пусть наша Астана цветёт, а молодежь проявляет свои таланты на родине и за рубежом, реализует все свои самые смелые идеи в жизнь во благо общества", – заключил учёный.

Фото предоставил Нурбек Енсебаев.