Miał niespełna 20 lat. Był robotycznym samoukiem bez znajomości języka, kraju i ludzi… Ale miał pomysł na tanią protezę i jej prototyp. I potrafił zarazić entuzjazmem. Los rzucił go z Indii do Poznania
Na studia medyczne w Vardhman Mahavir Medical College w New Delhi niełatwo się dostać. Wydział działa przy Safdarjung, który jest jednym z największych i najlepszych szpitali w całych Indiach. Jednak 18-letni Dhruv Agrawal dostał się tam bez najmniejszego problemu. Rodzice nie posiadali się z dumy. Oboje lekarze, byli szczęśliwi, że syn idzie w ich ślady. Na 18. urodziny sprezentowali mu z tej okazji drukarkę 3D. Nie wiedzieli, że kuszą los…
Dhruv zaczął studia, ale szybko się okazało, że bardziej pochłania go samodzielna nauka informatyki i eksperymenty z drukiem 3D niż wiedza potrzebna dla lekarza.
Zeus rzuca pioruny, a Dhruv studia
– Cóż miałem począć? Bardziej interesowały mnie urządzenia medyczne, które oglądałem w szpitalu, niż sama medycyna – mówi. – A najbardziej protezy rąk.
Uderzyło go to, że nawet w takim miejscu, najlepszym ośrodku w kraju, brakuje dobrych protez. A jeśli są, to tak drogie, że ich kupno absolutnie przekracza możliwości przeciętnego Hindusa.
– W tak tradycyjnym społeczeństwie jak nasze ma to jeszcze dodatkowy aspekt. To zazwyczaj mężczyzna jest żywicielem rodziny, więc jeśli to on ulegnie wypadkowi i nie jest w stanie odzyskać sprawności, a więc i pracy – cierpi na tym cała jego rodzina – opowiada. – A gdyby stworzyć tanią protezę, która pomoże takim ludziom w normalnym funkcjonowaniu? – myślałem. Zrozumiałem, że jest tu duże pole do działania – ciągnie. – Razem z moim kolegą z medycyny Faith Jiwakhanem poznaliśmy wtedy chłopaka, który urodził się bez dłoni i nie miał protezy. Długo rozmawialiśmy z nim o tym, co byłoby mu potrzebne. Postanowiliśmy, że sami zaprojektujemy dla niego rękę, lekką i tanią, a jej części wydrukujemy na mojej drukarce.
W ten sposób w pokoju studenta pierwszego roku medycyny w New Delhi powstał pierwszy prototyp Zeusa – robotycznej ręki.
Dlaczego akurat Zeus?
– Od zawsze byłem zafascynowany grecką mitologią – tłumaczy Dhruv. – A Zeus to w końcu bóg gromowładny, związany z elektrycznością.
Agrawal postanowił rzucić studia i założyć – razem z Jiwakhanem – start-up. – To była dla mnie trudna decyzja – mówi. – Moi rodzice są lekarzami i ja miałem nim zostać. Ale zrozumiałem, że nie tym chcę się w życiu zajmować. Chciałem tworzyć innowacyjne protezy dostępne dla wszystkich.
Swoją firmę nazwali Aether Biomedical.
Przyczółek Polska
– Naszym celem był rynek europejski – większy i pełen utalentowanych inżynierów – mówi Dhruv. – Trafiliśmy na program Poland Prize, organizowany przez Brinc Polska – poznański akcelerator start-upów [organizatorem jest Polska Agencja Rozwoju Przedsiębiorczości, PARP, finansowanie obsługuje pięciu operatorów – red.]. To była dla nas świetna okazja, żeby dostać się do jednego z państw Unii Europejskiej – opowiada.
W 2018 roku dostali w ramach Poland Prize 100 tysięcy złotych na otwarcie firmy w Polsce.
– Polska nie była na początku naszym celem; była po prostu świetną bazą wypadową na całą Europę. Ale kiedy przyjechaliśmy i zobaczyliśmy, jakie są tu możliwości, ile jest tu talentów, ilu świetnych inżynierów, ile grantów na rozwój projektów naukowych można tu otrzymać – postanowiliśmy zostać.
Od zawsze byłem zafascynowany grecką mitologią. A Zeus to w końcu bóg gromowładny, związany z elektrycznością – tłumaczy Dhruv Agrawal pomysł na nazwę robotycznej ręki
– Poznaliśmy się w Brinc Polska, bo tam wtedy pracowałam – opowiada Marta Szymanowska z Aether Biomedical. – Dhruv szybko zaraził nas swoją wizją: jak jego produkt może zmienić życie niepełnosprawnych ludzi, których nie stać na niezwykle kosztowne protezy dostępne na rynku. Miał niespełna 20 lat. Bez doświadczenia, bez wykształcenia – był przecież w dziedzinie inżynierii i robotyki samoukiem, bez znajomości języka, kraju i ludzi potrafił sprawić, że udzielił się nam jego entuzjazm, przekonać do swojej wizji i namówić, żebyśmy razem z nim pracowali. Uważam, że to niesamowite.
– Chciałbym zredukować cenę protez o około 40 procent w porównaniu do tych, które w tej chwili są na rynku. Takie technologie jak druk 3D, przetwarzanie biosygnałów i uczenie maszynowe pozwolą nam zejść z ceny, nie rezygnując ani na jotę z wysokiej jakości – zapewniał Dhruv, przekonując Brinc do inwestycji.
Inni najwidoczniej też w to uwierzyli, bo dalej wypadki potoczyły się szybko (ale powoli – do tego jeszcze wrócimy).
Chwytliwe pomysły
Jak działa Zeus? To wielofunkcyjna bioniczna proteza dłoni – działa w oparciu o przetwarzanie sygnałów biomedycznych wysyłanych przez mięśnie, które są przenoszone na ruchy dłoni. Ma do dyspozycji 14 różnych chwytów – 12 zaprojektowanych, 2 możliwe do zaprogramowania przez użytkownika. Elektrody podłączone do protezy przekazują sygnały z nerwów i mięśni do algorytmów, które tłumaczą je na poszczególne ruchy.
– Przetwarzamy sygnały z dwóch elektrod, umieszczonych na przeciwnie działających mięśniach – jednym od zginania nadgarstka, drugim od prostowania – opowiada Maciej Troszyński, szef zespołu inżynierów elektroniki w Aether Biomedical. – Istnieją trzy sygnały wysyłane przez mięśnie, które są odbierane przez elektrody – podczas zginania nadgarstka, wyprostowywania go i ściskania dłoni w pięść. Kiedy użytkownik chce zmienić chwyt, musi pomyśleć o którejś z tych czynności i wykonać skurcz. Trzeba się tego nauczyć; dlatego przy każdej z istniejących protez trening jest zawsze niezwykle istotny.
Adres filmu na Youtube: https://youtu.be/iAX2_I7Aqck
Źródło: Aether Biomedical / YouTube
Chwyty można zmieniać dwojako. W pierwszym trybie są zapętlone w domyślnej kolejności. Żeby zmienić chwyt, użytkownik musi wykonać pojedynczy współskurcz, ale niemożliwe jest cofnięcie się do poprzedniego ustawienia; trzeba przejść przez wszystkie chwyty, aby dotrzeć do poprzedniego. Drugi tryb to tryb parowania, w którym użytkownik wybiera osiem najważniejszych dla siebie chwytów, które dzieli się na dwie grupy z różną pozycją kciuka.
– Nasza proteza jest także wyposażona w enkodery, czyli czujniki pozycji i prędkości – dodaje Troszyński. – Kiedy palce natrafiają na opór, automatycznie prędkość, z jaką się zamykają, spada. Możemy wykryć zmianę tej prędkości i na tej podstawie zdecydować, że chwyciliśmy już obiekt. Jednak to do użytkownika należy wyczucie, jak należy chwycić kubek z herbatą, żeby go nie upuścić, a jak delikatne jajko, żeby go nie zgnieść. Siła i prędkość ręki są proporcjonalne do siły, z jaką użytkownik napina mięśnie. Mamy także mechanizm podatności palców, czyli odporności na uderzenia – tłumaczy.
Jak mówi, wielu użytkowników robotycznych dłoni narzeka na ich kruchość – że po pewnym czasie łamią się palce, czyli najwrażliwsza część całej ręki.
– Opracowaliśmy więc nasz autorski system podatności – palce poddają się pod naciskiem, nie pozostają sztywne. Dzięki temu można uderzyć ręką w stół tak, jak to robimy często zdrową ręką, albo oprzeć się o rękę, wstając z krzesła, a ręka, mimo obciążenia kilkudziesięciu kilogramów, nie pęka – zachwala rozwiązanie firmy.
Inteligentna ręka
Pierwsza wersja Zeusa w połowie czerwca uzyskała certyfikat CE. Pierwsze sztuki już zostały sprzedane jednemu z największych polskich centrów protetyki – Inovamed. Ma być sprzedawana właśnie do centrów protetycznych, które – po wyposażeniu jej w indywidualnie dobrany lej – sprzedawać ją będą klientom indywidualnym.
W tym samym czasie Faith Jiwakhan, który prócz licencjatu z medycyny i chirurgii w Vardhman Mahavir Medical College ma dyplom z robotyki i mechatroniki z EIT w Australii, zajmuje się sprzedażą Zeusa na rynku indyjskim. Ma już zamówienie od armii indyjskiej dla weteranów, którego realizację wstrzymuje chwilowo COVID-19.
Od kwietnia trwają już prace nad drugą wersją Zeusa, wykorzystującą algorytmy sztucznej inteligencji. Ma być gotowa na wiosnę przyszłego roku
Zeus produkowany jest w całości w Poznaniu; produkcja ręki trwa tydzień. Sama ręka kosztuje około 10 tysięcy dolarów, w sumie razem z lejem protetycznym cena pierwszej wersji kształtować się będzie w granicach od 40 do 70 tysięcy złotych, co w porównaniu z obecnie dostępnymi na rynku protezami, które kosztują około 150 tysięcy złotych, jest dużym osiągnięciem. Koszty obniża między innymi druk 3D i modułowa konstrukcja. Kiedy jedna część się zużyje, użytkownik będzie mógł ją wymienić samodzielnie. Jest wyjątkowo lekka, a to bardzo istotne dla użytkowników – waży tylko 570 gramów. Ma także największą jak dotąd na rynku siłę chwytu – 150 N – jest w stanie utrzymać do 35 kilogramów i wytrzymać 500 N nacisku.
Od kwietnia trwają już prace nad drugą wersją, wykorzystującą algorytmy sztucznej inteligencji. Ma być gotowa na wiosnę przyszłego roku.
– Ludzka ręka jest naprawdę niesamowicie złożonym mechanizmem – mówi Maciej Troszyński. – Możemy sterować niezależnie pięcioma palcami, a każdy z nich zgiąć w trzech punktach. Sygnał sterujący tym mechanizmem też musi być odpowiednio złożony. Staramy się teraz z pomocą większej liczby elektrod oraz systemu uczenia maszynowego zdekodować sygnał sterujący naturalną ręką i użyć go do sterowania Zeusem.
Wykorzystujemy pattern recognition – rozpoznawanie wzorców. Na czym to polega? Zwiększamy liczbę elektrod odczytujących sygnały z mięśni, a system uczenia maszynowego na ich podstawie rozpoznaje wzorce ruchu mięśni. Następnie wysyła do protezy sygnał, w jakiej pozycji ma się ustawić. W pewnym sensie rozpoznawać będzie intencje użytkownika, płynniej tłumaczyć je na konkretny ruch. W tej chwili system ten nie jest jeszcze zaimplementowany do ręki, ale już prowadzimy jego testy na zdrowych użytkownikach i w 90 procentach przypadków skutecznie rozpoznaje ich intencje.
Ekosystem dla optymistów
– Moim największym problemem, z jakim muszę się w Polsce zmierzyć, jest język – mówi Dhruv. – Ale z punktu widzenia start-upu możliwości są ogromne.
Bo po Poland Prize wypadki potoczyły się szybko.
Wkrótce potem w ramach projektu Bridge Alfa z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBR) Dhruv zdobył dofinansowanie w wysokości miliona złotych. To dzięki temu był w stanie otworzyć w Poznaniu biuro i laboratorium i zatrudnić czternastu pracowników. Rok później w ramach grantu Szybka Ścieżka otrzymał od NCBR dofinansowanie w wysokości 3 milionów złotych na stworzenie kolejnej wersji Zeusa, tej, w której wykorzystywać będzie sztuczną inteligencję. Jako jeden z dziesięciu najlepszych start-upów robotycznych w Europie Aether Biomedical został wybrany do programu RobotUnion; dzięki temu współpracują nad tym projektem z hiszpańskim ośrodkiem badawczym Tecnalia. Niedawno zainwestował w nich Sunfish Partners – niemiecko-polski fundusz venture capital, a także indyjski fundusz Chiratae Ventures i Joyance Partners z oddziałami w Kalifornii i w Wielkiej Brytanii. Pod koniec maja dostali ponad 2 miliony złotych w ramach unijnego Programu Operacyjnego „Inteligentny rozwój”, a wcześniej znaleźli się w finale polskiej edycji prestiżowego konkursu Chivas Venture. 8 lipca zostali wyróżnieni podczas Polish Tech Day w Londynie, a nagrodą były kolejne spotkania z inwestorami z całego świata.
„Dhruv Agrawal niecałe dwa lata temu postanowił przyjechać do Polski, aby budować bioniczne protezy dłoni” – napisał na swoim fejsbukowym profilu Maciej Frankowicz z Shape VC, jeden z inwestorów. „A to wszystko bez znajomości polskiego, bez kontaktów, bez stałego źródła utrzymania, bez dyplomu renomowanej uczelni, jedynie z wiarą we własne siły i w to, że Polska jest ‘krainą możliwości’, gdzie można i warto rozwijać nawet tak innowacyjny biznes” – chwali twórcę firmy.
Kończy optymistycznie: „To szalenie fajnie mieć świadomość, że jako ekosystem jesteśmy w stanie ściągać utalentowane osoby z całego świata i przekonywać je, żeby zostały w Polsce”. To pokazuje, „że naprawdę się da i że mamy możliwości, z których czasem nie zdajemy sobie sprawy, ale także to, że opłaca się budować ekosystem i społeczeństwo otwarte, tolerancyjne, nastawione przede wszystkim na współpracę”.
Za co trzymamy kciuki.
Read the English version of this text HERE