Invalidný vozík budúcnosti: Prehľad inovácií a výziev

Invalidné vozíky predstavujú neoceniteľnú zdravotnú pomôcku pre osoby so zníženou mobilitou, umožňujúce im viesť aktívny a nezávislý život. Čas plynie neúprosne a s ním aj technológie. Invalidné vozíky prechádzajú neustálym vývojom a ponúkajú ľuďom s obmedzenou pohyblivosťou čoraz viac možností. Aké sú súčasné trendy a aké funkcionality môžeme očakávať v budúcnosti?

Inšpirácia budúcnosťou: Od autonómnych áut po robotických asistentov

Inšpiráciou pre vývoj invalidných vozíkov budúcnosti sú autonómne autá. Predstavte si, že by sa invalidný vozík dokázal sám pohybovať po letisku, obchodnom centre alebo múzeu. Táto vízia sa už pomaly stáva skutočnosťou. Určite nie je potrebné mať nadmieru fantázie, aby sme prvú inšpiráciu hľadali pri pohľade na autonómne autá (bez vodičov). Dva elegantné futuristické vozíky sa už „prechádzali“ po hale tokijského medzinárodného letiska Haneda. Pohybovali sa po vopred naprogramovanom okruhu, prechádzali cez nehrdzavejúce rošty, obchádzali cestujúcich, batožiny.

Využitie autonómnej technológie pre invalidný vozík budúcnosti je skutočne mnohoraké. Výletmi ľudí s ťažkou imobilitou počínajúc a spoločnými vychádzkami klientov sociálnych zariadení končiac. Nie je ťažké si predstaviť, že invalidný vozík budúcnosti by sa s podobnými funkciami uplatnil v obchodných centrách, na rozsiahlych prezentáciách v prírode či v rekreačných centrách. Autonómne vozíky by určite využili aj mestá pri prehliadkach svojich pamätihodností či múzeá v prírode.

Robotika a umelá inteligencia na pomoc ľuďom s obmedzenou pohyblivosťou

Japonsko je známe svojím pokrokom v robotike a umelej inteligencii. Na letných olympijských hrách v Tokiu v roku 2020 boli roboty využívané v informačných centrách a na prepravu účastníkov hier. Automobilky Nissan a Toyota sa aktívne zapojili do tohto projektu.

Spoločnosť Whill Next už v súčasnosti vyvíja invalidný vozík budúcnosti a na trhu ponúka vozíky s netradičný dizajnom. Predstavou vývojárov je, že človek s obmedzenou mobilitou túto skutočnosť oznámi už pri kúpe letenky a táto informácia bude obratom odoslaná cieľovému letisku. Po prílete imobilný cestujúci zadá vo svojom inteligentnom telefóne určený kód a robotický vozík príde až k lietadlu. Ak to je potrebné, aj priamo do lietadla. Dokonca, ak vozík zaregistruje, že pasažier si chce vyzdvihnúť ťažkú batožinu, privolá nákladný robot. Ten kufor naloží (na seba) a potom už bez ďalšieho príkazu nasleduje riadiaci robot (vozík).

Odborný poradca portálu Vozickar.info, vysokoškolský pedagóg a výskumník Martin Dekan (STU Bratislava), spoluautor publikácie Autonómna navigácia mobilného robota nás upozornil, že viaceré funkcionality, ktoré „potrebuje“ invalidný vozík budúcnosti už robotika v praxi využíva. Nie síce pri vývoji nových elektrických vozíkov, ale v iných oblastiach technického rozvoja robotiky. Napríklad jeden z najväčších internetových obchodov Amazon.com má vybudované kompletné haly, v ktorých roboty triedia balíky.

„Čo sa týka mobilnej robotiky, aktuálnou úlohou dneška je vytvorenie takzvaných kolaboratívnych mobilných manipulátorov. Ide o roboty, ktoré spolupracujú priamo s človekom, podávajú mu veci do ruky. Viem si predstaviť ich využitie aj na invalidných vozíkoch ako nástroj, ktorý podá lieky, pohár s vodou. Pri pokročilej funkcionalite by takýto manipulátor mohol pichnúť injekciu, prípadne odobrať krv na rozbor,“ rozvíjal svoje úvahy M. Dekan.

Výzvy a prekážky v autonómnej navigácii

M. Dekan tiež uviedol, že v komerčnom predaji sú už aj roboty, ktoré sa dokážu v exteriéri vyhýbať „základným“ prekážkam. Sú však masívne a relatívne drahé. Dnešný exteriérový autonómny invalidný vozík je mnohokrát aj pomalý, pretože získané vstupné údaje musí krížovo vyhodnocovať a podľa potreby korigovať stanovenú trasu. Navyše, mnohé potrebné funkcionality ešte nedokážeme robotom „prikázať“. Pri súčasnom poznaní by bol napríklad v daždi autonómny invalidný vozík „slepý“.

„Voda je v princípe problém pre všetky senzory „pracujúce“ so svetlom. A na tomto princípe v súčasnosti pracujú prakticky všetky. Základným problémom je, že keď sa sníma povedzme mláka z diaľky, svetlo sa odrazí mimo snímač a v dátach ostane „slepý“ bod. A takto sa zobrazuje aj veľmi veľká diera,“ vysvetľoval M. Dekan. Dodal, že mláky možno zmerať jedine z výšky kolmo dole. No ani vtedy nemáme istotu, že sme zmerali správnu hĺbku, lebo väčšinou sa svetlo odrazí od hladiny a nie od dna. Ako najpravdepodobnejší vývoj v tejto oblasti možno očakávať objavenie nového spôsobu komunikácie senzorov. A na problém, že ani 3D snímače nedokážu všetky terénne prekážky správne identifikovať, pozná M. Dekan správne riešenie. Invalidný vozík budúcnosti bude mať vlastný dron, ktorý umelá inteligencia vyšle na prieskum, pokiaľ prijaté informácie zo senzorovej komunikácie budú nedostatočné.

Ďalšie vylepšenia a funkcionality

Aj ďalšia výzva, na ktorú čaká invalidný vozík budúcnosti, je už čiastočne rozpracovaná. Napríklad zabezpečenie konštantnej rýchlosti vozíka na spôsob automobilového tempomatu. Invalidný vozík budúcnosti určite bude mať zabudovaný takýto systém s rozširujúcimi funkciami. Napríklad so schopnosťou automaticky podhustiť pneumatiky po prechode z asfaltu do piesku. A spätne ich nahustiť po návrate na pevný povrch. Pri zložitej prekážke automaticky prepočítať a stanoviť obchádzku. Na základe údajov z gyroskopov meniť náklon sedačky pri prechode nerovným terénom. Rovnako ako v súčasnosti používa riadený náklon autonómny segway či hoverboard.

Prediktívna údržba a monitorovanie zdravotného stavu

Po vzore varovných výstrah v automobiloch (tlak v pneumatikách, svetlá, výmena oleja, funkčnosť bŕzd), podobný systém bude mať aj invalidný vozík budúcnosti. Aplikácia tzv. prediktívnej (monitorovacej) údržby bude nepretržite monitorovať všetky systémy vozíka. Rýchla kontrola na displeji telefónu buď zobrazí konkrétnu poruchu alebo vyvolá telefonickú konzultáciu s predajcom vozíka. Ten diagnostikuje problém online a rozhodne o zaslaní novej súčiastky alebo intervenuje servisný zásah. Ak však nastane mimoriadna situácia a vozík sa náhle znefunkční, aplikácia privolá servisnú pomoc. Výhoda monitorovacej údržby bude aj v tom, že na to určená funkcionalita rozozná postupné opotrebovanie danej súčiastky. A vyzve predajcu, aby ju objednal, pretože pre konkrétny vozík bude v krátkom čase potrebná.

Ďalšou očakávanou novinkou bude monitorovanie zdravotného stavu človeka sediaceho vo vozíku s online zasielaním vitálnych funkcií priamo do ambulancie lekára. Ten bude mať možnosť v prípade zaznamenania zdraviu ohrozujúcich výsledkov invalidný vozík budúcnosti zastaviť a presne lokalizovať.

Prispôsobenie a personalizácia

Invalidný vozík budúcnosti bude mať zabudovaný jedinečný systém zosúladenia všetkých nastaviteľných častí vozíka podľa toho, aká osoba si doň sadne. Podľa zaznamenanej výšky a hmotnosti upraví správny pomer výšky sedačky a stúpačiek, uhol chrbtovej opierky. Sedačka sa prispôsobí antidekubitnými plochami podľa tlakovej mapy. Lekár, resp. fyzioterapeut bude môcť zadať špecifické požiadavky podľa telesných defektov užívateľa. Systém umožní aj základné formy pasívneho cvičenia. Zakláňaním a vyrovnávaním chrbtovej opierky, prenastavovaním výšky stúpačiek, opierok, menením antidekubitných plôch v sedačke bude stimulovať základné pohybové štandardy. Celý systém prostredníctvom aplikácie bude ovládateľný aj inteligentným telefónom.

Nabíjanie a zdroje energie

Rýchle nabíjanie akumulátorov sa bude zrejme zabezpečovať bezdrôtovo na princípe súčasného nabíjania mobilov na tzv. „powerpady“. „V súčasnosti je efektívne bezdrôtové nabíjanie na vzdialenosť do jedného metra. V budúcnosti je dosť možne, že tento systém nabíjania bude možný s dosahom desiatok metrov od zdroja, takže vozík bude permanentné dobíjaný,“ vyslovil svoj názor M. Dekan.

Je však možné, že akumulátory nebude nutné dobíjať vôbec. Niežeby sme sa spoliehali na vynález perpetuum mobile, také niečo odporuje základným zákonom fyziky. Takže je možné, že v budúcnosti vedci vytvoria s pomocou nanotechnológie miniatúrne zberače energie - z vydychovaného vzduchu, tepu srdca, teploty tela, pohybu vozíka, sily vetra… Možností je skutočne neúrekom. A všetka takto získaná energia poputuje do akumulátorov vozíka. A to už nespomíname možnosť, na čom sa už pracuje aj dnes, že batérie budú pracovať na úplne inom princípe. Na vytvorenie energie bude postačovať kysličník uhličitý, ktorý spôsobuje skleníkový efekt. Skúmajú sa aj kremíkové superkapacitory.

Mechanické invalidné vozíky a ich budúcnosť

Budúcnosť mechanických invalidných vozíkov je spojená s prepájaním sveta mechanických a elektrických vozíkov. Budú vznikať tzv. cross-over produkty, podobné zariadenia ako už v súčasnosti používané Segway transportéry či hoverboardy. Typickým príkladom takýchto produktov je už teraz fungujúci pohon WheelDrive, ktorý robí z mechanického vozíka elektrický. Zlučuje tak výhody obratného a ľahkého mechanického vozíka s dojazdom a silou elektrického pohonu.

Internet vecí a ovládanie mimikou

Ľuďom vo vozíku v blízkej budúcnosti odpadne mnoho úloh vďaka už dnes známemu pojmu Internet vecí (angl. IoT). V informatike ide o označenie pre prepojenie vstavaných zariadení s internetom. Prepojené zariadenie by malo byť najmä bezdrôtové a malo by priniesť nové možnosti vzájomnej interakcie nielen medzi jednotlivými systémami. „Ak teda človek vo vozíku príde na úrad, k lekárovi, na zastávku alebo do shopping centra, jeho prostá prítomnosť spustí určité (konkrétne) automatické pochody. Privolanie výťahu, upozornenie obsluhy alebo príprava vodiča na vysunutie plošiny sa stane základnou funkcionalitou systému. Rovnako tak odblokovanie zámku na vozičkárskej toalete môže byť nadviazané na blízkosť pohybu vozíka, napr. v dosahu 10 metrov.“

Rozpoznávanie tváre u dvoch posledných verzií iPhonov spoločnosti Apple znamená, že telefón jednoznačne „vidí“ a chápe typy a pohyby mimických svalov a pohyby očí. Teda stačí telefón správne umiestniť pred oči užívateľa/vozičkára a telefón bude nielen komunikačným nástrojom bez použitia dotyku rúk. Stane sa aj ovládačom vozíka, pri rozšírených aplikáciách povedzme aj celej domácnosti.

Nové materiály a nanotechnológie

V tej vzdialenejšej budúcnosti môžeme „hľadať“ nové, ešte ľahšie, no zároveň pevnejšie materiály na výrobu vozíkov. V súčasnosti hmotnosť najľahšieho prenastaviteľného vozíka s pevným rámom na svete (Krypton od 6,2 kg - v ponuke spoločnosti Letmo) určite bude minimálne raz v najbližšej dekáde prekonaná. Prvé modely systému mechanického nanoprevodu už boli vytvorené aj na Slovensku (Žilinská univerzita). Preto by v budúcnosti nemal byť problém pomocou nanotechnológie vytvoriť systém prevodov pre mechanický invalidný vozík.

Riziká a prekážky

„Predikovať budúcnosť by sa dalo ďalej a ďalej, ale máme tu niekoľko jasne definovaných rizík, ktoré musíme „ľahko“ vyriešiť. Tak teda, ťažko je „siahať“ si na budúcnosť, keď zárobok vozičkára je nútene limitovaný, lebo inak nebude mať nárok na vozík, príspevok na auto a pod. A je ťažké si predstaviť akúkoľvek samoriaditeľnosť vozíkov, keď by bariéry na chodníkoch privádzali ku kolapsu každého amerického inžiniera,“ konštatoval M. Zeman. V tejto súvislosti M. Zeman upriamil našu pozornosť na jeden (nepríjemný) fakt: „Ako chceme ꞌsiahaťꞌ na budúcnosť, keď výška hradeného príspevku zdravotnej poisťovne pri kúpe kompenzačnej pomôcky nebola valorizovaná od čias zavedenia eura na Slovensku (r. 2009)?“ A to je skutočne zásadný problém, ktorý môže roztrhnúť reťaz uplatňovania vyvinutých moderných technológií v praktickom živote. Veda bude akceptovať požiadavky ľudí s narušenou mobilitou, výrobná spoločnosť ponúkne špičkový produkt na trh. No poisťovne ho odmietnu spolufinancovať. Najradšej totiž predpisujú najlacnejšie, hoci najťažšie a pre pacientov najnevhodnejšie invalidné vozíky. Veď treba šetriť… Aby sa pokryli náklady „úradníckej“ administratívy a plánovaný zisk zdravotných poisťovní.

Súčasné modely a ich kategorizácia

V súčasnej dobe sa stretávame s rôznymi typmi elektrických vozidiel, ktoré sú určené pre mobilitu osôb so zníženou schopnosťou pohybu. Medzi tieto vozidlá patria aj invalidné vozíky, ktoré sú kategorizované podľa európskej legislatívy do rôznych skupín, vrátane kategórií L1 a L2.

Elektrické vozidlá: Rozdelenie a kategorizácia

Na úvod je dôležité rozlišovať medzi rôznymi typmi elektrických vozidiel, ako sú elektrické bicykle, mopedy a skútre. Tieto vozidlá sa líšia svojimi technickými parametrami, ako je výkon motora a maximálna rýchlosť, čo má vplyv na ich kategorizáciu a právne požiadavky.

Elektrický bicykel (EPAC)

Elektrický bicykel, známy aj ako EPAC (Electrically Power Assisted Cycles), je definovaný ako bicykel s pomocným motorom, ktorého maximálny menovitý výkon nepresahuje 250 W a maximálna rýchlosť je obmedzená na 25 km/h. Dôležitým aspektom je, že pohon motora je aktivovaný výlučne pedálovaním, teda cyklista musí aktívne šliapať do pedálov. Elektrické bicykle EPAC sú považované za strojové zariadenia, a preto na ich prevádzku nie je potrebné vodičské oprávnenie.

• Maximálny menovitý výkon motora: ≤ 250 W
• Maximálna rýchlosť: ≤ 25 km/h
• Pohon aktivovaný pedálovaním
• Vyhlásenie o zhode
• Označenie CE
• Súlad s normami EN 15194 a EN 14765

Vozidlá kategórie L1 a L2

Kategórie L1 a L2 sa týkajú dvojkolesových a trojkolesových vozidiel, ktoré sú definované ako mopedy. Tieto vozidlá majú vyšší výkon a rýchlosť ako elektrické bicykle EPAC, a preto podliehajú odlišným právnym predpisom.

Invalidné vozíky, ktoré spadajú do kategórií L1 a L2, sú definované ako vozidlá určené pre osoby so zníženou schopnosťou pohybu.

Kategória L1

Vozidlá kategórie L1 zahŕňajú dvojkolesové mopedy, ktorých maximálny menovitý výkon motora nepresahuje 4000 W a maximálna rýchlosť je obmedzená na 45 km/h. Ak maximálna rýchlosť vozidla nepresahuje 25 km/h, na jeho prevádzku nie je potrebné vodičské oprávnenie. V prípade, že rýchlosť vozidla je v rozmedzí 26 km/h až 45 km/h, je potrebné vodičské oprávnenie skupiny AM.

• Elektrický skúter (vozidlo kategórie L1e-B, dvojkolesový moped):
• max. menovitý výkon ≤ 4000 W
• max. rýchlosť ≤ 45 km/h
• Nie je potrebné vodičské oprávnenie ak maximálna rýchlosť vozidla je 25 km/h.
• Ak je rýchlosť vozidla v rozmedzí 26 km/h až 45 km/h je potrebné vodičské oprávnenie AM.

Kategória L2

Vozidlá kategórie L2 zahŕňajú trojkolesové mopedy, ktoré sú často označované ako "senior trojkolky". Rovnako ako v prípade kategórie L1, maximálny menovitý výkon motora nesmie presiahnuť 4000 W a maximálna rýchlosť je obmedzená na 45 km/h. Podobne platí, že ak maximálna rýchlosť vozidla nepresahuje 25 km/h, nie je potrebné vodičské oprávnenie. Pre vozidlá s rýchlosťou v rozmedzí 26 km/h až 45 km/h je potrebné vodičské oprávnenie skupiny AM.

• Elektrický trojkolesový moped (vozidlo kategórie L2e, trojkolesový moped):
• max. menovitý výkon ≤ 4000 W
• max. rýchlosť ≤ 45 km/h
• Nie je potrebné vodičské oprávnenie ak maximálna rýchlosť vozidla je 25 km/h.
• Ak je rýchlosť vozidla v rozmedzí 26 km/h až 45 km/h je potrebné vodičské oprávnenie AM.

Ľahká cestná štvorkolka (vozidlo kategórie L6e-A)

Ľahká cestná štvorkolka, často označovaná ako "senior štvorkolka", patrí do kategórie L6e-A. Jej maximálny menovitý výkon je ≤ 4000 W a maximálna rýchlosť ≤ 45 km/h. Pre vedenie tohto vozidla je potrebné vodičské oprávnenie AM.

Globálny trh s invalidnými vozíkmi

Globálny trh s invalidnými vozíkmi rýchlo rastie, pričom dopyt po manuálnych aj elektrických invalidných vozíkoch je čoraz väčší. Trh s elektrickými invalidnými vozíkmi, ktorého hodnota v roku 2022 dosiahla 3.12 miliardy USD, by mal počas prognózovaného obdobia rásť zloženou ročnou mierou rastu (CAGR) 10.6 %. Tento rast poháňa niekoľko faktorov vrátane starnúcej populácie a nárastu deformácií chrbtice, porúch a nehôd. Celkový trh s invalidnými vozíkmi, ktorý zahŕňa manuálne aj elektrické modely, bol v roku 2018 ohodnotený na približne 1,059.36 milióna USD. Prognózy ukazujú, že trh porastie s medziročnou mierou rastu (CAGR) 22.89 % a do roku 2026 dosiahne 5,551.77 milióna USD.

Top výrobcovia invalidných vozíkov na svete

Globálny priemysel s invalidnými vozíkmi je domovom niektorých z popredných spoločností v oblasti zdravotníctva. Títo výrobcovia poskytujú širokú škálu riešení, od manuálnych až po elektrické invalidné vozíky, aby uspokojili rozmanité potreby používateľov. Špičkoví výrobcovia invalidných vozíkov neustále vylepšujú svoje produkty, aby zvýšili mobilitu a pohodlie.

1. Invacare: Líder v odvetví invalidných vozíkov, ponúka inovácie ako delená pružinová posteľ a mikroprocesorom ovládané elektrické stoličky.
2. Permobil: Udáva štandard na trhu s elektrickými invalidnými vozíkmi pre komplexnú rehabilitáciu, známy svojou pokročilou technológiou.
3. Sunrise Medical: Svetový líder na trhu s invalidnými vozíkmi, vyrába manuálne aj elektrické invalidné vozíky, ako aj motorizované kolobežky.
4. Pride Mobility: Známa svojimi vysokokvalitnými elektrickými vozíkmi, kolobežkami a zdvíhacími vozíkmi.
5. Ottobock: Priekopník v oblasti asistenčných technológií, špecializuje sa na riešenia mobility, protetiku a ortopedické pomôcky.
6. 21st Century Scientific: Známa svojimi odolnými a terénnymi elektrickými invalidnými vozíkmi, ponúka vysoko výkonné riešenia s dlhou životnosťou.
7. GF Health Products: Popredný svetový výrobca, ktorý ponúka portfólio zdravotníckych, rehabilitačných a dlhodobých produktov.
8. LEVO: Špecializuje sa na invalidné vozíky, ktoré kombinujú sedenie aj státie, pričom sa zameriava na biomechaniku pre zlepšenie mobility.
9. Meyra Wilhelm Meyer GmbH & Co.: Známa svojimi inovatívnymi elektrickými invalidnými vozíkmi a záväzkom rozvíjať technológie.
10. Grace Medy: Založená v roku 2009, známa svojimi prispôsobiteľnými a ľahkými manuálnymi a elektrickými invalidnými vozíkmi.

tags: #invalidny #vozik #buducnosti