Jego roboty zastąpią fizjoterapeutę. Naukowiec opowiada, dlaczego warto było zostać w Polsce
Robotyka rehabilitacyjna to mało znana w Polsce dziedzina, co zdaniem jej pasjonata, Piotra Falkowskiego, jest dużym benefitem dla niego i jego zespołu badawczego. Zespołu badawczego, który powstał trochę z przypadku, o którym naukowiec opowiedział w rozmowie ze Spider's Web.
Piotr Falkowski znany jest przede wszystkim jako jeden z założycieli startupu pd meds, który zdobył światową sławę po awansowaniu do finału konkursu Nagroda Jamesa Dysona. A to dzięki skonstruowaniu maszyny do rehabilitacji oddechowej Boreas. Jednak w środowisku akademickim Falkowski jest znany znacznie lepiej ze swojej działalności naukowej, za którą w maju otrzymał nagrodę "Młody Promotor Polski".
Obszarem zainteresowania doktoranta wdrożeniowego jest robotyka rehabilitacyjna, a w ramach grantu pracuje nad egzoszkieletem do domowej rehabilitacji. I jak sam mówi, jego działalność czyni go zarówno naukowcem, jak i raczkującym startupowcem, ale i po trochu inżynierem i wynalazcą.
Piotr Falkowski: "Nie ma tu głębszej filozofii, spróbowałem czegoś nowego, spodobało mi się"
Choć Piotr Falkowski może kojarzyć się z pd meds, to dla niego samego jest to dodatkowy projekt. Bowiem na co dzień miejscem jego pracy jest Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP, gdzie rozwija roboty do rehabilitacji ruchowej. W ramach pracy dla PIAP posiada także własne laboratorium biorobotyki i urządzeń medycznych.
Jednak zanim Falkowski podjął się realizacji doktoratu, studiował robotykę i automatykę ze specjalnością biorobotyka i biomechanika na Politechnice Warszawskiej. Ze względu na swoją specjalność Falkowski wiedział, że jego dalsza kariera będzie łączyć się z robotyką medyczną. Jednak pomysł na podjęcie się pierwszego projektu z zakresu robotyki rehabilitacyjnej wyszedł od jego promotora pomocniczego.
Zawsze miałem ciągoty do robotyki medycznej. Dużo wcześniej niż zacząłem pracować nad egzoszkieletami rehabilitacyjnymi. Jak jest się na doktoracie wdrożeniowym, to udział w nim bierze promotor główny, tak jak u każdego, ale i pomocniczy z firmy, w tym przypadku z instytutu [Łukasiewicza]. [...] Przez przypadek dowiedziałem się, że mój [obecny] promotor rekrutuje i szukają kogoś do instytutu badawczego. Oferta była fajna. [...] Mój promotor z instytutu sam kiedyś miał dwa projekty sprzętów rehabilitacyjnych, które nie zostały skomercjalizowane. Ale zapytał się mnie "Piotrek, może zajął, byś się czymś takim? To zrobił, tylko jakoś inaczej.". To mnie wkręciło, spodobało mi się.
Jak sam opisuje, praca naukowa w niszowej dziedzinie była po prostu złapaniem okazji, douczeniem się i wkręceniem się w temat. Jeszcze na pierwszych latach studiów Falkowski widział się bardziej w biznesie, jednak "dobra oferta" przekonała go do pozostania na uczelni i dalszego rozwoju naukowego.
Na początku pracowałem przy robotyce przemysłowej, potem zacząłem robić coś własnego, te egzoszkielety, spodobało mi się. [...] Okazało się, że po prostu mogę się bawić pracą
Doktorat wdrożeniowy, a na koncie już trzy ważniejsze projekty
Pierwszym, a zarazem najdłuższym i będącym największym powodem do dumy dla Falkowskiego jest projekt egzoszkieletu kończyny górnej.
Najfajniejszym projektem, od którego wszystko się zaczęło to mój doktorat realizowany na Politechnice Warszawskiej i instytucie Łukasiewicz-PIAP [...] to egzoszkielet kończyny górnej drukowany w 3D, który umożliwia rehabilitację stawu barkowego i łokciowego. Pozwala on na ćwiczenie tak jak z fizjoterapeutą, z tą różnicą, że fizjoterapeuty po prostu nie ma. Całe wsparcie dla pacjenta pochodzi z zewnętrznego szkieletu założonego na kończynę górną
Na jego realizację Falkowski poświęcił cztery lata, w czasie których nie tylko konstruował prototyp, ale także konstruował nowe wersje, testował, ale i badał rynek, jego potrzeby i potencjalne zainteresowanie egzoszkieletem.
Projekt jest już na finiszu, wobec czego Falkowski obecnie zaangażowany jest w kolejne dwa programy.
Pierwszym z nich jest egzoszkielet kończyny dolnej konstruowany przez zespół polsko-turecki, który może być sterowany poprzez "cyfrowego bliźniaka" w wirtualnej rzeczywistości. Jak opisuje Falkowski, który w zespole pełni rolę zastępcy kierownika, pacjent i fizjoterapeuta w wirtualnej rzeczywistości mają podgląd kończyny górnej i egzoszkieletu. Dzięki owemu podglądowi fizjoterapeuta może dowolnie i z każdej odległości sterować działaniem egzoszkieletu.
Dzięki temu fizjoterapeuci, którzy obecnie są bardzo niedostępni mogą jednocześnie telerehabilitować na przykład 10 osób - w swoich goglach VR będą widzieli 10 osób jednocześnie ćwiczących. A osoby ćwiczące mogą znajdować się w kompletnie różnych miejscach na świecie i ćwiczyć tylko z robotami.
Drugi projekt jest ścisłą kontynuacją pracy z doktoratu - próbą ulepszenia pierwszej wersji egzoszkieletu. W ramach niego praca zespołu Falkowskiego będzie podzielona na trzy etapy.
Po pierwsze rejestrujemy ruchy życia codziennego, żeby na ich bazie opracować terapię. Potem będę odciążał ten egzoszkielet, który już zaprojektowałem [...] on i tak jest lekki, ale [mniejsza waga] będzie odciążać układ mięśniowo-szkieletowy pacjenta. I trzecia rzecz, tworzymy algorytmy uczące się, które oceniają ruch pacjenta jak prawdziwy fizjoterapeuta
Jak wyjaśnia Piotr Falkowski, cały ten proces ma doprowadzić do stworzenia inteligentnego systemu, który będzie wykrywał, czy pacjent nie kompensuje anatomicznie w jakiś sposób wykonywanej czynności. Jako przykład podał on podniesienie szklanki z wodą, by wypić jej zawartość. Większość obecnie dostępnych systemów sprawdza, czy dany ruch stawu lub kończyny jest wykonywany poprawnie, ale nie odróżnia czy jest odpowiedni dla danej czynności. Obecne systemy mogą wykryć ruch ramienia, nadgarstka, ale nie będą uznawać ich za błędne jeżeli pacjent rozleje na siebie wodę. Ten system ma także łączyć w sobie założenia poprzednich projektów Falkowskiego - możliwość zdalnej i spersonalizowanej rehabilitacji.
Czy praca w Polska pomaga w rozwoju robotyki rehabilitacyjnej?
Każdy z projektów Falkowskiego realizowany jest z założeniem, że może zostać skomercjalizowany. Jeżeli niemożliwa jest komercjalizacja urządzenia, to naukowcy koncentrują się na technologiach, które powstały przy okazji konstruowania danego urządzenia. Jako przykład przytoczył on egzoszkielet kończyny dolnej konstruowany przy współpracy z tureckimi naukowcami, gdzie nawet jeżeli sam egzoszkielet nie podbije rynku, to technologia sterowania nim na odległość ma szansę wyjść poza laboratorium badawcze.
Zdaniem Falkowskiego, niezależnie czy projekt nastawiony jest bardziej na przecieranie szlaków naukowych i inżynieryjnych czy na komercjalizację, z jego perspektywy bycie w Polsce i możliwości, jakie są w naszym kraju, pozwalają mu na rozwój swoich urządzeń i pracę naukową. Ponadto zaznaczył on, że praca naukowa w Polsce ma jeden zasadniczy plus
Byłem [na wymianie] w Danii, widziałem te warunki finansowe, super zespół, super pani profesor, [...] kilka osób może poświęcić się tylko pracy nad egzoszkieletami, [...] szpital obok, łatwiejsze testy. To ma bardzo dużo plusów, niewątpliwie. Jednak robotyka rehabilitacyjna jest w Polsce relatywnie nowa, może nie łatwiej pozyskiwać projekty, ale mogę wykorzystywać przewagę, że robię coś względnie pionierskiego w naszym kraju.
Z tej perspektywy Falkowski widzi pracę naukową w Polsce jako przecieranie szlaków i wyznaczanie torów rozwoju, podczas gdy za granicą byłoby to niczym "bycie na szachownicy w dość dobrze ułożonej grze".
Naukowiec przytoczył także anegdotę ze swojego życia. Dostał się on na kierunek Human and Biology Robotics w Imperial College London, który w swojej dziedzinie należy do ścisłej i europejskiej czołówki. Falkowski zdecydował się jednak nie iść na brytyjski uniwersytet i pozostać w Warszawie. Dlaczego?
W końcu po przemyśleniu czy warto czy nie, a miałem już pracę w instytucie Łukasiewicz PIAP, stwierdziłem, że musiałbym strasznie długo siedzieć w tej Wielkiej Brytanii, aby mi się to jakkolwiek opłaciło. I zrezygnowałem, zostałem w Warszawie, ale mam teraz dzięki temu doświadczenie, dostałem możliwość rozwoju własnego laboratorium i własnego obszaru.
Mimo wszystko zastrzega on, że jest to kwestia wielowymiarowa i trudno ocenić jest czy pozostanie w kraju czy wyjazd jest obiektywnie lepsze. Z perspektywy Falkowskiego migracja naukowców jest ważna, ale nie w formie permanentnej relokacji, a wymiany doświadczeń i wiedzy.
Mnie pobyt w Danii, wyjazdy na konferencje bardzo dużo dały. Z Danii podpatrzyłem to, że mieli oni takie spotkania, gdzie omawiali najbardziej innowacyjne artykuły naukowe z obszaru i ja to wprowadziłem do swojego zespołu. [...] Jakbym nie był w Danii, to bym nigdy tego nie wymyślił.
