The object of research, development or design (in Russian) : Основным объектом исследования проекта является роботизированный экзоскелет локтевого сустава с интеллектуальной системой управления, предназначенный для восстановления движений и функциональности верхней конечности. Устройство обеспечивает адаптивное управление на основе биомеханических и сенсорных данных в реальном времени. В конструкции экзоскелета интегрируются механические и электронные компоненты (приводы, датчики, модули управления), которые позволяют анализировать кинематические и динамические параметры движения и обеспечивать персонализированную помощь пользователю. Научно-исследовательская часть проекта включает разработку кинематической модели экзоскелета, создание алгоритмов управления на основе искусственного интеллекта и проведение функциональных испытаний прототипа. Прикладная часть направлена на внедрение устройства в медицинскую и биомедицинскую практику для автоматизации процессов реабилитации и ускорения восстановления двигательных функций пациентов.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Жобаның негізгі зерттеу нысаны - шынтақ буынының қозғалысын қалпына келтіруге арналған интеллектуалды басқару жүйесі бар роботтандырылған экзоскелет. Бұл құрылғы нақты уақыттағы биомеханикалық және сенсорлық деректерге негізделген бейімделгіш басқаруды қамтамасыз етеді. Экзоскелет құрылымында механикалық және электрондық компоненттер (жетектер, датчиктер, басқару модульдері) интеграцияланып, қозғалыстың кинематикалық және динамикалық параметрлерін талдау арқылы пайдаланушыға жеке көмек көрсетіледі. Жобаның ғылыми-зерттеу бөлігі экзоскелеттің кинематикалық моделін құруды, жасанды интеллектке негізделген басқару алгоритмін әзірлеуді және прототиптің функционалдық сынақтарын қамтиды. Ал қолданбалы бөлігі - медициналық және биомедициналық инжиниринг саласында оңалту процесін автоматтандыру және пациенттердің қозғалыс функцияларын жедел қалпына келтіру мақсатында құрылғыны клиникалық тәжірибеде енгізу.

Aim of work (in Russian) : Цель проекта - разработка роботизированного экзоскелета с искусственным интеллектом для реабилитации локтевого сустава, обеспечивающего адаптивное управление на основе данных в реальном времени. Проект направлен на персонализированное восстановление функций локтевого сустава, сокращение времени реабилитации и повышение эффективности восстановления подвижности через автоматизацию процесса.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты - нақты уақыттағы деректерге негізделген бейімделгіш басқаруды қамтамасыз ететін жасанды интеллекті бар роботтандырылған шынтақ буыны экзоскелетін әзірлеу. Жоба шынтақ буынының функцияларын жеке бейімделген түрде қалпына келтіруге, оңалтудың ұзақтығын қысқартуға және қозғалыс қабілетін қалпына келтірудің тиімділігін арттыруға бағытталған.

Методы исследования (на русском) : Методы исследования, применяемые в рамках проекта, основаны на комплексном научно-техническом подходе и включают анализ механических, биомеханических и управляющих аспектов системы экзоскелета. Исследуются анатомические и биомеханические особенности локтевого сустава, определяются ограничения движений и проводится сравнительный анализ существующих экзоскелетных систем с функциональной точки зрения. В средах MATLAB/Simulink и SolidWorks Motion создаются кинематические и динамические модели, проводится численный анализ траекторий движения. С использованием технологий CAD/CAM разрабатывается трёхмерная модель экзоскелета, подбираются материалы и выполняется оптимизация конструкции. Для обработки данных движений и обеспечения адаптивного управления применяются алгоритмы искусственного интеллекта на основе машинного обучения и нейронных сетей. На экспериментальном этапе с помощью датчиков IMU, EMG и силы измеряются параметры движений, выполняется калибровка системы управления и проводятся функциональные испытания прототипа. Биомеханический анализ направлен на оценку физиологической корректности движений, активности мышц и углов суставов с целью определения эффективности работы экзоскелета.

Методы исследования (на казахском) : Жоба шеңберінде қолданылатын зерттеу әдістері кешенді ғылыми-техникалық тәсілдерге негізделеді және экзоскелет жүйесінің механикалық, биомеханикалық және басқару аспектілерін талдауды қамтиды. Шынтақ буынының анатомиялық және биомеханикалық ерекшеліктері зерттеліп, қозғалыс шектеулері анықталады және қазіргі экзоскелет жүйелерінің функционалдық мүмкіндіктері салыстырмалы түрде талданады. MATLAB/Simulink және SolidWorks Motion орталарында кинематикалық және динамикалық модельдер жасалып, қозғалыс траекториялары сандық түрде талданады. CAD/CAM технологиялары арқылы экзоскелеттің үшөлшемді моделі әзірленіп, материалдар таңдалып және конструкция оңтайландырылады. Қозғалыс деректерін өңдеу мен бейімделгіш басқаруды жүзеге асыру үшін машиналық оқыту және нейрондық желілер негізіндегі жасанды интеллект алгоритмдері қолданылады. Эксперименттік кезеңде IMU, EMG және күш сенсорлары арқылы қозғалыс параметрлері өлшеніп, прототиптің басқару жүйесі калибрленеді және функционалды сынақтар жүргізіледі. Биомеханикалық талдау барысында қозғалыстың физиологиялық дұрыстығы, бұлшықет белсенділігі мен буын бұрыштары өлшеніп, экзоскелет көмегінің тиімділігі бағаланады.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате проекта разработаны научно-технические основы роботизированного экзоскелета локтевого сустава с интеллектуальной системой адаптивного управления, предназначенного для восстановления движений. Полученные результаты открывают новое направление в области медицинской робототехники и реабилитационной инженерии. Разработаны кинематическая и динамическая модели, основанные на биомеханике локтевого сустава, а также трёхмерная конструкция с двумя степенями свободы. Создан алгоритм адаптивного управления на основе искусственного интеллекта, который в режиме реального времени анализирует движения пользователя и автоматически регулирует уровень помощи. Сконструирован и испытан функциональный прототип, подтвердивший точность воспроизведения движений и эффективность поддержки. Экспериментальные данные подтвердили надёжность и безопасность системы. Подготовлены статьи для публикации в журналах, входящих в базы КОКНВО и Scopus, а также подана заявка на патент полезной модели. Научная новизна проекта заключается во внедрении интеллектуального адаптивного управления на основе ИИ в экзоскелет для реабилитации локтевого сустава, применении новой кинематической структуры с двумя степенями свободы и интеграции сенсорных и нейронных методов управления для точной биомеханической адаптации устройства.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жоба нәтижесінде шынтақ буынының қозғалысын қалпына келтіруге арналған интеллектуалды басқару жүйесі бар роботтандырылған экзоскелеттің ғылыми-техникалық негіздері жасалды. Зерттеу нәтижелері медициналық робототехника мен реабилитациялық инженерия саласында жаңа бағыт қалыптастыруға мүмкіндік береді. Шынтақ буынының биомеханикасына негізделген кинематикалық және динамикалық модельдер жасалып, екі еркіндік дәрежесі бар үшөлшемді конструкция әзірленді. Нақты уақыт режимінде қозғалысты талдап, көмек деңгейін автоматты реттейтін жасанды интеллектке негізделген адаптивті басқару алгоритмі дайындалды. Функционалды прототип құрастырылып, бастапқы сынақтарда қозғалысты дәл қайталау мен пайдаланушыға тиімді қолдау көрсету қабілеті дәлелденді. Алынған эксперименттік деректер жүйенің тиімділігі мен қауіпсіздігін растады. Ғылыми нәтижелер бойынша ККСОН және Scopus базаларында жарияланатын мақалалар дайындалып, пайдалы модельге патентке өтінім берілді. Ғылыми жаңалығы – Қазақстанда алғаш рет шынтақ буынының реабилитациясына арналған экзоскелетке жасанды интеллект арқылы адаптивті басқару енгізілуі, екі еркіндік дәрежелі жаңа кинематикалық құрылымның қолданылуы және сенсорлық-нейрондық басқару әдістерін біріктіру арқылы экзоскелеттің нақты биомеханикалық параметрлерге бейімделу мүмкіндігі.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные и технико-экономические показатели разрабатываемого экзоскелета локтевого сустава характеризуются наличием двух степеней свободы (сгибание/разгибание и пронация/супинация) и интеллектуальной системой адаптивного управления, работающей в режиме реального времени. Масса устройства составляет около 2 кг, точность позиционирования движений - ±2°, а поддерживаемый момент усилия регулируется в диапазоне 5-12 Н·м. Энергопотребление составляет 20-80 Вт при автономной работе до 2-4 часов. Конструкция выполнена из лёгких эргономичных материалов с использованием тросового привода Bowden и серийно-упругих элементов. В систему интегрированы датчики IMU, EMG и силы, а алгоритмы машинного обучения обеспечивают анализ движений и автоматическую регулировку уровня помощи. Себестоимость прототипа оценивается в пределах 900-1300 долларов США, при малосерийном производстве ориентировочная цена составит 2500-4000 долларов США. Экономическая эффективность проекта заключается в сокращении времени реабилитации пациентов на 20-30%, повышении пропускной способности клинических центров и снижении импортозависимости за счёт локализации производства на уровне 60-70%.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі конструктивтік және техникалық-экономикалық көрсеткіштерге сәйкес, әзірленетін шынтақ буыны экзоскелеті екі еркіндік дәрежесіне ие (иілу/жазылу және пронация/супинация бағытында) және нақты уақыттағы деректерге негізделген интеллектуалды адаптивті басқару жүйесімен жабдықталады. Құрылғының массасы шамамен 2 кг, қозғалыс бұрышының дәлдігі ±2° шамасында, ал қолдау моменті 5–12 Н·м аралығында реттеледі. Энергия тұтынуы 20-80 Вт, автономды жұмыс уақыты 2-4 сағат. Конструкциясы эргономикалық жеңіл материалдардан жасалып, Bowden-трос жетегі мен серпімді модульдері бар. Экзоскелет құрамында IMU, EMG және күш датчиктері интеграцияланған, ал басқару алгоритмдері машиналық оқыту негізінде қозғалысты талдап, көмек деңгейін автоматты реттейді. Шығындық құны шамамен 900-1300 АҚШ доллары деңгейінде, ал шағын сериялы өндіріс кезінде коммерциялық бағасы 2500-4000 АҚШ доллары шамасында болады. Жобаның жалпы экономикалық тиімділігі - оңалту уақытын 20-30%-ға қысқартып, клиникалық орталықтардың өткізу қабілетін арттыру және жергілікті өндірісті 60-70% деңгейде қамтамасыз ету арқылы жоғары технологиялық медициналық өнімнің импорттық тәуелділігін азайту.

Level of implementation (in Russian) : Степень внедрения разработанного экзоскелета локтевого сустава оценивается как опытно-промышленная, с последующим переходом к клиническому применению. Функциональный прототип будет апробирован в условиях реабилитационных центров и медицинских учреждений для оценки эффективности и безопасности. На начальном этапе устройство будет использоваться в учебных и исследовательских лабораториях вузов по направлениям биомедицинской инженерии и медицинской робототехники. В дальнейшем планируется внедрение экзоскелета в практику реабилитации пациентов, перенёсших инсульт и травмы верхней конечности, с возможностью серийного производства на базе отечественных предприятий. После завершения проекта ожидается достижение уровня технологической готовности TRL 6, что позволит перейти к этапу сертификации и клинического применения в Казахстане.

Level of implementation (in Kazakh) : Жоба нәтижесінде әзірленген шынтақ буыны экзоскелетінің енгізілу дәрежесі тәжірибелік және қолданбалы деңгейде бағаланады. Құрылғының функционалды прототипі клиникалық жағдайларда сынақтан өткізіледі және оңалту орталықтарында пайдалануға бейімделеді. Алғашқы кезеңде экзоскелет ғылыми-зерттеу және оқу мақсатында - биомедициналық инженерия мамандығы студенттерін даярлау мен зертханалық тәжірибелер жүргізу үшін қолданылады. Келесі кезеңде құрылғыны қалалық және ұлттық деңгейдегі реабилитациялық орталықтарда қолдану жоспарланған. Коммерцияландыру мүмкіндігі бар: өндірісті жергілікті кәсіпорындарда жолға қою және медициналық мекемелерге жеткізу қарастырылған. Жоба аяқталған соң экзоскелет TRL 6 технологиялық дайындық деңгейіне жетіп, клиникалық тәжірибеге енгізуге дайын болады.

Efficiency (in Russian) : Эффективность проекта определяется совокупностью научных, технических и социально-экономических результатов. Разработанный интеллектуальный экзоскелет позволяет ускорить процесс восстановления движений локтевого сустава на 20-30% и снизить мышечную нагрузку на 25-40%. Адаптивная система управления на основе данных в реальном времени обеспечивает индивидуальную настройку под каждого пациента, повышая качество реабилитации и снижая зависимость от постоянного контроля специалиста. Применение устройства в клинических условиях позволит повысить эффективность лечебных процедур и увеличить пропускную способность реабилитационных центров без расширения штата специалистов. В экономическом плане проект способствует снижению импортозависимости Казахстана от зарубежных медицинских технологий, создавая предпосылки для развития отечественного производства. Дополнительно коммерциализация запатентованного решения обеспечит возврат инвестиций, расширит научно-производственное сотрудничество и укрепит кадровый потенциал в области медицинской робототехники и биомедицинского инжиниринга.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның тиімділігі ғылыми, техникалық және әлеуметтік-экономикалық нәтижелердің жиынтығы арқылы айқындалады. Әзірленген интеллектуалды экзоскелет шынтақ буынының қозғалыс функцияларын қалпына келтіру процесін 20-30%-ға жылдамдатуға және бұлшықет жүктемесін 25-40%-ға төмендетуге мүмкіндік береді. Нақты уақыттағы деректерге негізделген адаптивті басқару жүйесі пациенттің қозғалысына жекелей бейімделіп, оңалтудың сапасын арттырады және физиотерапевттің жұмысын жеңілдетеді. Құрылғыны қолдану клиникалар мен реабилитациялық орталықтарда оңалту курстарының тиімділігін арттырып, бір маманға келетін пациенттер санын көбейтуге жағдай жасайды. Экономикалық тұрғыдан жоба импортты алмастыратын технология ретінде елдің медициналық техника нарығындағы тәуелділікті азайтады және жергілікті өндірістің дамуына серпін береді. Сонымен қатар, экзоскелеттің шағын сериялы өндірісі мен патенттелген технологияның коммерциялануы ғылым мен өндіріс арасындағы байланысты нығайтып, білім беру және клиникалық тәжірибеде қолдануға мүмкіндік туғызады.

Field of application (in Russian) : Разрабатываемый экзоскелет предназначен для использования в сфере медицины и биомедицинской инженерии, преимущественно в реабилитации верхних конечностей. Устройство применяется для восстановления двигательных функций локтевого сустава у пациентов, перенёсших инсульт, травмы, хирургические вмешательства или страдающих неврологическими нарушениями. Экзоскелет может использоваться в реабилитационных центрах, клиниках, физиотерапевтических отделениях, а также в домашних условиях под удалённым наблюдением специалиста. Кроме того, технология может применяться в учебных и исследовательских лабораториях для подготовки студентов и молодых инженеров в области медицинской робототехники, биомеханики и нейрореабилитации.

Field of application (in Kazakh) : Әзірленетін экзоскелет медициналық және биомедициналық инженерия саласында, атап айтқанда қолдың жоғарғы буындарының қозғалысын қалпына келтіруге бағытталған реабилитациялық процестерде қолданылады. Құрылғы инсульттен кейінгі, жарақат алған, немесе неврологиялық аурулармен ауыратын пациенттердің шынтақ буынындағы қозғалыс функцияларын қалпына келтіру үшін пайдаланылады. Сонымен қатар экзоскелет реабилитациялық орталықтарда, физиотерапиялық бөлімдерде және клиникаларда қолдануға бейімделген, әрі үй жағдайында бақылаумен қолдануға мүмкіндік береді. Технология оқу және ғылыми-зерттеу үдерістерінде - биомедициналық инженерия, медициналық робототехника және нейрореабилитация бағыттары бойынша студенттер мен жас зерттеушілерді оқытуда да пайдаланылуы мүмкін.