Technologijų galia: pagalbinė ranka iš spausdintuvo

Tarptautinės savanorių bendruomenės „e-NABLE“ narys, programuotojas Mažvydas Sverdiolas su sužadėtine Urte šiandien kuria tikrų tikriausius stebuklus.

Įsigijusi pirmąjį savo 3D spausdintuvą, pora jį įdarbino visu pajėgumu – savo lėšomis gamina ir dovanoja 3D rankų protezus turintiems negalią vaikams, koronaviruso pandemijos piko metu, kai ligoninėse beviltiškai trūko apsaugos priemonių, pagamino ir medikus nemokamai aprūpino tūkstančiais apsauginių skydelių. Mažvydas nugaros neatsuko netgi tada, kai jo pagalbos paprašė COVID-19 skaudžiai talžoma Brazilija. Jis pritaikė savo programavimo įgūdžius ir sukūrė interaktyvų pagalbos žemėlapį, kuris puikiai veikia ir Lietuvoje.

Savo neįtikėtinoms iniciatyvoms M. Sverdiolas su sužadėtine negaili nei asmeninių lėšų, nei laiko.

Mažvydas sako nesantis materialistas – džiaugiasi tuo, ką turi, ir nesijaučia nelaimingas ko nors neturėdamas.

„Neteikiu kažkokios ypatingos reikšmės daiktams. Gal norėtųsi naujesnio telefono, automobilio, įrangos, prietaisų, bet užtenka apsidairyti aplink save ir įvertinti, ką ir kiek turiu, – to man visiškai užtenka“, – sako Mažvydas.

Močiutė ir prosenelis M. Sverdiolą išmokė svarbiausių gyvenimo taisyklių – yra žmonių, kurie turi daug mažiau ne tik finansine prasme, ir reikia dalintis bei padėti kitiems.

„Neturiu tiek pinigų, kad galėčiau pakeisti kažkieno gyvenimą, bet jei mano keletas valandų darbo gali pakeisti vaikui ateitį išmokstant naudotis pagalbiniu prietaisu – 3D spausdinta ranka – ir galbūt taip palengvinti buitį, suteikti daugiau galimybių kasdienybėje, man net nekyla klausimų, ar verta tai daryti, ar ne. Tiesiog darau“, – kuklus išlieka Mažvydas.

Šiuo metu M. Sverdiolo dėka 3D rankos galimybėmis jau džiaugiasi du vaikučiai, gimę su neišsivysčiusiomis galūnėmis.

Lietuvoje nerado valo

Kai dairėsi pirmojo 3D spausdintuvo, M. Sverdiolo dėmesį patraukė keletas straipsnių apie nemokamai 3D technologija spausdintus rankų protezus ir tuo užsiimančią tarptautinę bendruomenę. Suprato, jog ir pats nori ir gali imtis tokios veiklos.

„Mes nespausdiname ištisai paromis. Būna laikas, kai savaitę ar daugiau spausdintuvų neįjungiame. Tuo metu galime paleisti spausdinti detales pagalbinei rankai ir tai ganėtinai nebrangiai kainuoja. Tad pagalvojau, kodėl gi ne?“ – iniciatyvos dovanoti neįgaliems vaikams 3D technologija atspausdintus protezus pradžią mena Mažvydas.

M. Sverdiolas svarsto, jog turbūt sunkiausia pradžioje buvo surinkti atspausdintas 3D rankas iš poros dešimčių atskirų dalių. Tačiau jau po poros pabandymų tai tapo taip paprasta, kaip dėlioti „Lego“ kaladėlės vaikystėje.

„Dar prieš pabandydami atspausdinti ranką, daug laiko užtrukome ieškodami jūrinio valo, reikalingo pirštų sulenkimo mechanizmui. Pasirodo, jog Lietuvoje, žvejų krašte, tokių valų niekas neparduoda. Teko užsisakyti iš užsienio“, – juokiasi Mažvydas.

Pasak M. Sverdiolo, 3D rankos, kurias jis spausdina, yra sumodeliuotos taip, kad užtenka išmatuoti keletą kritinių matmenų, tuos matmenis įrašyti į programą ir automatiškai sukuriamas 3D modelis, kuris proporcingai yra pritaikytas konkrečiam asmeniui. Belieka atspausdinti sugeneruotas dalis, surinkti jas ir pagalbinė ranka jau paruošta naudoti.

Dovanoja rankas

Šiuo metu M. Sverdiolo dėka 3D rankos galimybėmis jau džiaugiasi du vaikučiai, gimę su neišsivysčiusiomis galūnėmis. Dar keletas vaikų laukia eilės, kada galės pasimatuoti savo naująsias rankas.

Pasak M. Sverdiolo, Lietuvose statistikos departamentas arba nekaupia, arba neatskleidžia duomenų, kiek tiksliai vaikų gimsta su neišsivysčiusiomis rankomis arba plaštakomis. Pagal vidutinę pasaulinę statistiką ir gimstamumą Lietuvoje jis spėja, kad kasmet turėtų gimti apie dešimt tokių vaikų. Mažvydas apgailestauja, jog niekaip nepavyksta surasti būdą, kaip juos auginantiems tėvams pranešti apie savo veiklą ir nemokamai siūlomas 3D rankas.

Dabar M. Sverdiolas su sužadėtine šią neatlygintiną iniciatyvą yra sustabdę dėl karantino ribojimų. Pasak jo, teoriškai užtektų tam tikrų matmenų ir galėtų jau pagamintą 3D rankos protezą išsiųsti paštu. Tačiau turint per mažai praktinės patirties, sunku užtikrinti, jog ranka tikrai tiks vaikui.

„Mes prašome, kad vaikai ir tėvai atvyktų į susitikimą. Tuomet galime parodyti prototipines rankas, kad jie susidarytų įspūdį apie pačius prietaisus. O atsiimant pagamintą ranką galėčiau greitai modifikuoti dalis, jeigu kažkas netiktų, arba blogiausiu atveju atspausdinti naują ranką“, – aiškina Mažvydas.

Geriau nei silikoninė, prasčiau bei bioninė

Anot M. Sverdiolo, sukurti rankos modelį nuo nulio individualiai asmeniui yra gana keblu, todėl savanorių bendruomenės naudoja jau sukurtus modelius, kurie yra išbandyti ir sukurti būti maksimaliai universalūs. Tačiau Mažvydas visada stengiasi prisitaikyti prie asmens, nes visi atvejai yra unikalūs, gali prireikti pakoreguoti modelį 3D erdvėje, o kartais jau atspausdinus nupjauti, koreguoti, lankstyti dalis, kad žmogus galėtų visai išnaudoti prietaiso galimybes ir kad naudojantis jis nesukeltų nepatogumų.

Mažvydas teigia, jog didžiausias iššūkis gaminant 3D rankų protezus yra vaikų ir tėvų suvokimas apie patį prietaisą. Kartais gali atrodyti, jog tokia ranka prilygs tikrajai, bus tokia kaip filmuose ar suteiks daugiau galimybių, nei iš tikrųjų suteikia.

„3D atspausdintos mechaninės rankos, kurias gaminame, nėra tobulos. Jos toli gražu neprilygsta bioninėms rankoms. Bet jos tikrai suteikia daugiau galimybių nei elementarus silikoninis protezas, kuris neturi jokių deksterinių savybių. Svarbiausia yra tai, kad kuo anksčiau pradedama naudoti pagalbinį prietaisą, tuo ateityje asmeniui bus lengviau prisitaikyti prie bioninės rankos ar kitokio pagalbinio prietaiso“, – pabrėžia Mažvydas.

Naujos galimybės

M. Sverdiolas tvirtina, jog 3D rankos valdymas yra labai paprastas – užtenka sulenkti arba riešą, arba alkūnę (priklausomai nuo modelio), kad prietaiso pirštai susilenktų. Rankos funkcionalumas yra visiškai mechaninis, be jokių variklių ar elektronikos.

„Iš principo nėra sunku techniškai išmokti naudotis tokia ranka, reikalingas tik vienas judesys. Tačiau naudojant tokį prietaisą pirmą kartą, vaikams užtrunka laiko perprasti ir suvokti naujai atsiradusias galimybes“, – pastebi rankų protezų kūrėjas.

Taip pat, anot jo, fiziškai sulenkti alkūnę ar riešą, kad prietaiso pirštai susilenktų, iš pradžių gali pritrūkti jėgos, kadangi raumenys dažnai nebūna pakankamai išlavinti.

M. Sverdiolas skaičiuoja, jog vaikui toks prietaisas turėtų tarnauti 6–18 mėnesių, priklausomai nuo amžiaus ir prietaiso nusidėvėjimo.

„Atspausdinta ranka nėra itin ilgaamžiška, tačiau ji ir neturi tokia būti – vaikai greitai auga, o kadangi ranka sukurta konkrečiai individualiam vaikui, ji dažniausiai negali būti pritaikyta kitam. Tačiau pagaminti ranką galima palyginti greitai – visos reikalingos dalys atspausdinamos per parą – ir nebrangiai, tad nėra problemos padidinti rankos matmenis keliais procentais ir kas keletą mėnesių vaikui pagaminti ranką, kuri bus pritaikyta būtent tam laikotarpiui“, – aiškina Mažvydas.

Išpildo ne visų lūkesčius

M. Sverdiolas su sužadėtine įkyriai neklausinėja, kaip jų pagamintas rankas mažiesiems sekasi naudoti, tačiau stengiasi gauti kiek įmanoma daugiau atsiliepimų, pastabų, kad vėliau galėtų perduoti informaciją savanorių bendruomenei ir asmeniui, kuris užsiima tokių prietaisų modeliavimu.

„Jiems tokia informacija padeda suvokti trūkumus, lūkesčius ir sukurti vis geresnius, pažangesnius modelius, kuriuos galėsime pasiūlyti tiems patiems vaikams, kai ateis laikas gaminti didesnę ranką“, – pabrėžia Mažvydas.

Anot jo, kol kas nėra sukurto universalaus modelio, tinkančio asmenims, kurie neturi funkcionalaus riešo arba alkūnės.

„Jeigu amputuota arba neišsivysčiusi ranka virš alkūnės, tokiems asmenims mes tiesiog neturime galimybių padėti. Individualiems atvejams bendruomenė yra sukūrusi porą prietaisų prototipų, kurie veikia mechaniškai nuo peties. Bet tai dar toli gražu nėra universaliai pritaikoma ir prietaisai yra labai komplikuoti įvairiomis prasmėmis“, – teigia pašnekovas.

Mažvydas sako nebandantis apsimesti mediku ar šios srities specialistu – jo galimybės padėti yra ribotos, nes neturi profesionalios patirties ir išsilavinimo šioje srityje.

„Buvo pora atvejų, kai situacija buvo pernelyg sudėtinga ir, deja, teko atsisakyti padėti. Norėdami gero per savo kompetencijos trūkumą nenorėjome netyčia padaryti žalos vaikui. Visuomet prašome, kad tėvai kreiptųsi į savo šeimos gydytoją ir specialistus, kai atiduodame pagamintas rankas. Tada kartu su profesionalais jie gali įvertinti prietaiso naudojimą ir padėti vaikui išmokti juo naudotis“, – sako M. Sverdiolas.

Ištiesė pagalbos ranką medikams

Praėjusiais metais smogus COVID-19 pandemijai, plačiai pasklido žinia, jog medikams trūksta gyvybiškai svarbių apsauginių priemonių. Ir čia į pagalbą stojo sužadėtinių pora.

„Mums nebuvo svarbu, kodėl neturi ar kas turėtų tuo pasirūpinti. Faktas buvo tas, kad jų trūko. Izoliuoti karantine ir namuose turėdami medžiagas ir technologiją, kuri leidžia pagaminti realiai bet ką, užuot spausdinę menkniekius, pagalvojome: „Kuo galime būti naudingi šioje situacijoje?“ – prisimena Mažvydas.

Teoriškai jie galėjo gaminti respiratorius ar veido kaukes, tačiau nebūtų galėję užtikrinti jų efektyvumo. Tad apmąstę, kokios yra galimybės padėti pagalbos prašantiems medikams, suprato, kad apsauginiai veido skydai yra tai, ką gali paprastai pagaminti.

Iniciatyvos metu, kuri truko nuo ankstyvo praėjusių metų pavasario ir baigėsi po gerų poros mėnesių, dalyvavo virš 300 žmonių, 13 įmonių. Per tą laikotarpį savanoriai pagamino beveik 14,5 tūkstančio apsauginių veido skydų. Lapkritį jie vėl susibūrė, kad pagamintų dar daugiau papildomų apsauginių veido skydų, nes kaip tik tuomet buvo padidėjęs jų poreikis. Pavyko patenkinti visus medikų prašymus, kurių M. Sverdiolas asmeniškai sulaukė tuo intensyviu periodu – bendrai pagamino dar apie 600 skydų vos per porą savaičių.

„3D spausdintuvas nebuvo išjungtas per visą iniciatyvos laikotarpi, o tuščių plastmasės ričių prisikaupė iki lubų keliais stulpais“, – prisiminęs juokiasi Mažvydas.

Apdovanojimo atsisakė

M. Sverdiolas praėjusiais metais buvo nominuotas „Lietuvos garbės“ apdovanojimui. Nepažįstama moteris su dukra, turinčia neišsivysčiusią ranką, perskaičiusi straipsnį apie neatlygintiną Mažvydo veiklą, pasiūlė jo kandidatūrą laidos rengėjams. Tačiau M. Sverdiolas nominacijos atsisakė.

„Nemanau, kad mano dvi pagamintos rankos to vertos“, – kaip visada kuklinasi padėti niekada neatsisakantis Mažvydas.

Pirmasis jo indėlis į savanorių bendruomenę, gaminančią 3D rankas vaikams su negalia, buvo sukurtas interaktyvus žemėlapis, kuriame atvaizduota tarptautinės „e-NABLE“ bendruomenės savanorių veikla visame pasaulyje.

Bendraudamas su bendruomenės nariais ir iš savo patirties gaminant rankas, M. Sverdiolas suprato, kaip sunku yra vaikams vizualiai pateikti galimas protezų spalvas ir jų derinius.

„Jie gali pasirinkti, kokios spalvos plastmasė turi būti atspausdinama, kiekvienos, net ir menkiausios dalies, bet galvoje susidaryt vaizdą nėra lengva. Ypač kai ne iki galo suvokiamas pats prietaisas“, – sako Mažvydas.

Todėl iniciatyvus programuotojas sukūrė 3D vizualizacijos įrankį, kad vaikai patys galėtų išsirinkti ir iš karto matyti, kokią ranką gaus, susiderinti norimas spalvas. Savanoriai gamintojai iš karto mato vaiko norus ir gali pateikti rekomendacijas.

Po pirmosios vizualizacijos įrankio versijos sukūrimo į M. Sverdiolą kreipėsi Brazilijos savanorių lyderis, prašydamas integruoti jų naudojamos plastmasės spalvų kodus. Mažvydas kaipmat sukūrė programinę versiją, nes brazilai norėjo šį įrankį pristatyti ir parodyti konferencijoje, kurioje dalyvavo. Taip gimė asmeninė Mažvydo bičiulystė su savanoriu iš Brazilijos.

Smogus COVID-19 pandemijai, brazilas ir vėl kreipėsi į M. Sverdiolą su prašymu perdaryti žemėlapį, kad galėtų nurodyti savanoriams, kur nešti pagamintas apsaugos priemones medikams. M. Sverdiolas per naktį, brazilas per dieną,skirtinguose pasaulio kampeliuose kartu sukūrė pagalbos žemėlapį Brazilijai

Kai tas pats koronavirusas skaudžiai kirto Lietuvai, M. Sverdiolas dar kartą patobulino interaktyvų žemėlapį ir jį pritaikė čia. Taip gimė dar viena Mažvydo iniciatyva „Pagalbos žemėlapis“, labai greitai subūrusi padėti pasiruošusius savanorius su 3D spausdintuvais visoje šalyje.

Iniciatyvūs savanoriai pagamino beveik 14,5 tūkstančio apsauginių veido skydų medikams.

Svajonėse – Saulės sistemos modelis

M. Sverdiolas prisimena, kaip su sužadėtine Urte sėdėjo lauko kavinėje ir garsiai pradėjo svajoti apie tai, kad norėtų pasigaminti Saulės sistemos modelį – planetos suktųsi aplink Saulę ir būtų galima stebėti jų pozicijas realiu laiku arba, pavyzdžiui, nurodyti gimimo datą ir planetos susidėliotų į būtent tas pozicijas, kuriose jos buvo tądien.

„Turėjau minčių, kaip tai suprogramuoti, bet neturėjau jokio suvokimo, kaip veikia, pavyzdžiui, krumpliaračiai ar nuo ko pradėti gaminti tokį gana sudėtingą mechaninį modelį“, – prisimena M. Sverdiolas.

Mažvydas suprato, jog 3D spausdintuvu galėtų greitai pasigaminti dalių prototipus, galų gale turėti prieš akis veikiantį krumpliaračių mechanizmą, kad suprastų jų veikimo principą, išmoktų apskaičiuoti apkrovas, pavaras.

„Praėjo ne vieneri metai nuo spausdintuvo įsigijimo. Tūkstančiai valandų spausdinimo ir šimtai pagamintų modelių, bet aš vis dar nepradėjau gaminti to Saulės sistemos modelio“, – juokiasi M. Sverdiolas.

Senelio dovana

3D spausdintuvas Mažvydui pasirodė ne pigi investicija. Juolab kad neturėjo jokios patirties su tokia technologija ir nežinojo, kaip seksis ja naudotis. Poros išsirinktam spausdintuvo modeliui netikėtai buvo pritaikyta nemaža nuolaida, tad trauktis nebuvo kur.

„Pasiskolinau pinigų iš senelio. O kai bandžiau seneliui grąžinti skolą, jis pinigų neėmė. Taip gavosi, jog pirmąjį spausdintuvą mums padovanojo“, – šypteli pašnekovas.

Bėgant laikui, Mažvydas su sužadėtine į 3D spausdintuvą investavo tiek pat, kiek jis iš pradžių ir kainavo – po truputį plėtė spausdintuvo galimybes, keisdami sugedusias ar sudilusias detales. Vėliau įsigijo ir antrąjį, o dabar jau dairosi trečiojo. Jei sąlygos leis, žada įsigyti ir ketvirtąjį.

Dabar dėmesį sužadėtinių pora yra sutelkusi į Vilniaus katedros varpinės tikslaus modelio atkūrimą. Tikisi per porą mėnesių modelį užbaigti bei turėti maždaug pusantro metro aukščio tikslią varpinės repliką savo namuose.

„Mes tobulėjame savo žiniomis ir įgūdžiais, o kartu sparčiai tobulėja ir 3D spausdinimo technologijos. Viską sudėjus galime kurti vis detalesnius, techniškai sudėtingesnius modelius ir pagaminti juos daug greičiau“, – sako M. Sverdiolas.

Riboja tik fantazija

Pasak M. Sverdiolo, 3D spausdintuvo galimybės ribojasi tik su vaizduotės galimybėmis. Ši technologija vienu ypu leidžia pagaminti detales, mechanizmus, modelius, kurie tradiciniais gamybos metodais net nebūtų įmanomi. Aišku, reikia turėti įgūdžių modeliuoti objektus 3D erdvėje, bet ką sumodeliuosi, tą spausdintuvas atkartos realioje erdvėje išlaikydamas labai didelį tikslumą. Internete yra susibūrusios didžiulės bendruomenės, kurios sukūrė šimtus tūkstančių nemokamų ir mokamų modelių, jau paruoštų spausdinimui.

„Labai tikėtina, kad kažkam pasaulyje sulūžo tokio pat šaldytuvo, kuri turite namuose, rankena. Žmogus sumodeliavo pakaitalą ir internete pasidalijo tuo modeliu. Taip pat labai tikėtina, kad mėgstamo animacinio serialo, kurį žiūrėjote vaikystėje, herojus jau kažkieno yra sumodeliuotas ir galite namie jį atsispausdinti per keletą valandų bei turėti statulėlę atsiminimui“, – 3D spausdintuvo galimybes vardija M. Sverdiolas.

Atveria galimybes

3D spausdinimo technologija iš esmės yra gana paprasta – virtualus modelis yra „supjaustomas“ į plonus vertikalius sluoksnius, kurių storis yra labai mažas. Tuomet po vieną ploną sluoksnį objektas yra nuliejamas. Anot M. Sverdiolo, pats sluoksnio nuliejimo ar atspausdinimo procesas skirtingas ir priklauso nuo pačios technologijos.

„Paprasčiausias būdas tai parodyti vizualiai yra vamzdis. Įsivaizduokite, kad spausdintuvas nulieja labai ploną apskritimą – žiedą. Tuomet šiek tiek pakyla ir ant prieš tai buvusio sluoksnio nulieja dar vieną apskritimą. Tai tęsiasi, kol galų gale daug plonų apskritimų, nulietų vienas ant kito, tampa ilgu vamzdžiu“, – aiškina Mažvydas.

Spausdinimo procesas gali užtrukti nuo kelių minučių iki kelių savaičių, priklausomai nuo modelio dydžio, parametrų bei spausdintuvo leidžiamo tūrio.

„3D spausdintuvas namuose gali užimti tiek pat vietos, kiek ir dulkių siurblys. Panašiai gali ir kainuoti. Tai suteikia galimybes paprastiems žmonėms eksperimentuoti su šia technologija tiesiog namuose, o ne tik inžinieriams didelėse įmonėse su labai brangiais industriniais aparatais“, – pabrėžia M. Sverdiolas.

Nusiteikęs nesustoti

Su 3D spausdinimo technologija galima pagaminti ir visavertę bioninę ranką, kuri veikia, pavyzdžiui, raumenų impulsų pagalba – įtempiant ir atleidžiant raumenį tam tikromis kombinacijomis, pirštai skirtingai lankstosi įvairiomis pozicijomis. Pasak M. Sverdiolo, išmokus šios raumens suspaudimo technikos, asmenys gali valdyti ranką gana preciziškai ir greitai.

Tačiau vien tokios rankos elektronikos ir įvairių komponentų savikaina gali siekti bent porą tūkstančių eurų, neskaitant begalės valandų darbo

„Mane labai domina ši technologija ir žadu kada nors pagaminti prototipą. Tačiau ar tai pavyks padaryti nemokamai ar bent parduoti už savikainą, bus matyti. Galbūt darbo eigoje pavyks surasti būdų, kaip sumažinti savikainą arba kūrybiškai apeiti patentus“, – šypteli idėjas vieną po kitos generuojantis Mažvydas.

Be pagalbinių 3D rankų, M. Sverdiolas su sužadėtine gamina įvairiausius unikalius 3D gaminius.

„Aš modeliuoju labiau funkcinius, techninius modelius, įrankius, mechanizmus. Neretai su elektronikos elementais, kurie padeda mums tiek kasdienybėje, tiek mūsų veiklose. Meniškos sielos Urtė pati modeliuoja ir dažo figūrėles iš savo keisto, man kartais nesuprantamo pasaulio. Visada nekantrauju pamatyti jos naują kūrinį, kuris neretai man įvaro košmarų“, – juokiasi M. Sverdiolas.

Kūrybinga pora neretai sujungia savo sugebėjimus ir kartu padaro dalykus, kuriuos padaryti atskirai nesugebėtų.

Dabar dėmesį yra sutelkę į Vilniaus katedros varpinės tikslaus modelio atkūrimą. Tai pasirodė įdomus iššūkis ir tikisi per porą mėnesių modelį užbaigti bei turėti maždaug pusantro metro aukščio tikslią varpinės repliką savo namuose.

„Gali kilti klausimas, kodėl tai darome, kam mums to reikia? Aš tą patį klausimą kartais ir sau iškeliu, bet sustoti nežadame“, – šypsosi M. Sverdiolas.