Innowacyjne projekty dr. inż. Piotra Falkowskiego

Nasz absolwent, dr inż. Piotr Falkowski, rozwija dwa projekty, których celem jest ułatwienie zdalnej rehabilitacji pacjentów. Zalążkiem pomysłu na rozwój robotów rehabilitacyjnych był… doktorat wdrożeniowy realizowany na Politechnice Warszawskiej w połączeniu z Łukasiewicz-PIAP. W ostatnim czasie oba narzędzia były nagradzane i prezentowane na międzynarodowych wystawach.   

Autor projektów SmartEx-Home i SmartEx-Twin, dr Piotr Falkowski, zajmuje się biorobotyką i drukiem 3D. Jest absolwentem Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa PW, a po studiach kontynuował swoją naukową drogę w ramach doktoratu wdrożeniowego, realizowanego na Politechnice Warszawskiej i w Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP.  To właśnie podczas studiów doktoranckich powstały projekty uniwersalnej i lekkiej konstrukcji oraz sposobu sterowania egzoszkieletu do zdalnej domowej rehabilitacji funkcjonalnej (SmartEx-Home) oraz inteligentny egzoszkielet do rehabilitacji zdalnej z wykorzystaniem technologii bliźniaka cyfrowego (SmartEx-Twin). 

Obrona doktoratu nie zakończyła jednak prac nad projektami. Piotr wraz ze swoim zespołem w Łukasiewicz-PIAP – częściowo złożonym ze studentów i absolwentów PW – nadal z sukcesami rozwija projekty. Zespół projektowy od początku tworzą pracownicy Łukasiewicz-PIAP: Piotr Falkowski (kierownik projektów, biorobotyk, absolwent PW), Piotr Kołodziejski (mechanik, były student PW), Krzysztof Zawalski (automatyk i elektronik, student PW), Jan Oleksiuk (programista, student PW), Kajetan Jeznach (programista, absolwent PW), Maciej Pikuliński (automatyk, doktorant na PW), Andrzej Zakręcki (mechanik, pracownik AGH), Tomasz Osiak (fizjoterapeuta, absolwent AWF), Daniel Śliż (lekarz, pracownik WUM).  

W ostatnich miesiącach zespół zdobył m.in. nagrodę specjalną w konkursie Student-Wynalazca. Nagrodą dla zwycięzców był udział w wystawie innowacji w Genewie, gdzie projekty odniosły kolejny sukces – twórcy obu narzędzi zdobyli tam złoty medal. Zespół prezentował również oba projekty na innych międzynarodowych wystawach. 

– Wystawa w Genewie i wizyta w World Intellectual Property Organization pomogła dotrzeć do szerszego grona zainteresowanych nowymi technologiami oraz porozmawiać z ekspertami w obszarze transferu wyników badań do biznesu oraz ochrony własności intelektualnej. W tym roku nasze wynalazki zostały również pokazane na wystawie IWIS w Warszawie, w Norymberdze, w Zagrzebiu czy w Macau – mówi dr inż. Piotr Falkowski, kierownik projektów SmartEx-Home i SmartEx-Twin.

Innowacyjne projekty wspierające fizjoterapeutów i pacjentów

Projekt SmartEx-Home, realizowany w ramach programu NCBR – LIDER XIV, jest odpowiedzią na potrzebę zwiększenia dostępności urządzeń do zrobotyzowanej rehabilitacji zdalnej z automatycznym sterowaniem wspomagającym ruchy użytkownika-pacjenta i umożliwiającym prowadzenie ćwiczeń wewnątrz poprawnego obszaru ruchu. Ważnym czynnikiem jest też zachowanie bezpieczeństwa pacjenta w warunkach domowych.

Działania techniczne i naukowe obejmują trzy główne etapy: modelowanie i badanie dynamiki treningu funkcjonalnego, optymalizację mechaniczną i przystosowanie prototypu do badań nad algorytmami sterowania oraz badania nad optymalnym sterowaniem egzoszkieletem. Projekt potrwa do lipca 2026 roku, a jego efektem ma być prototyp urządzenia gotowy do wdrożenia oraz do dalszych prac nad technologiami związanymi z rehabilitacją. Na ten projekt twórcy pozyskali dofinansowanie z NCBR w wysokości 1 793 900 zł.

Obraz (old)

Drugi projekt, czyli SmartEx-Twin, był realizowany w latach 2023-2025. W ramach projektu zostało opracowane i zbudowane w formie demonstratora technologii lekkie i przenośne urządzenie rehabilitacyjne kończyny dolnej dla osób po udarach lub ze schorzeniami ortopedycznymi. Warunki użytkowania umożliwiają korzystanie z niego w warunkach domowych, a wykorzystanie technologii VR i wirtualnego bliźniaka pozwala na zdalne planowanie i monitorowanie ćwiczeń przez fizjoterapeutę. Demonstrator został poddany badaniom funkcjonalnym w warunkach laboratoryjnych i jest prezentowany potencjalnym użytkownikom i zainteresowanym producentom urządzeń medycznych. Głównym celem projektu było przeprowadzenie badań dotyczących możliwości poprawy jakości, efektywności i dostępności ćwiczeń rehabilitacji ruchowej z wykorzystaniem wspomagających urządzeń mechatronicznych i robotycznych, wyposażonych w najnowsze rozwiązania technologii ICT, a także wdrożenie telerehabilitacji z wykorzystaniem cyfrowego bliźniaka i technologii VR. 

– Projekty badawcze kontynuowane są obecnie w celu wdrożenia technologii na rynek. W tym roku przygotowujemy ostateczny prototyp egzoszkieletu kończyny górnej i dokumentację do certyfikacji go jako wyrób medyczny. To planujemy na rok 2027. Z kolei, egzoszkielet kończyny dolnej zamierzamy rozwijać dalej w ramach kolejnych projektów B+R tak, aby stworzyć system na mobilnej platformie wspomagający automatycznie obie kończyny. Dzięki temu pacjenci neurologiczni i ortopedyczni będą mogli samodzielnie ćwiczyć dowolne czynności dnia codziennego w ruchu – dodaje dr Falkowski.

Partnerami projektu byli: Elmiko Biosignals Sp. z o.o. (Polska), Bartin University (Turcja) oraz 3LS R&D Consulting Industry and Trade Inc. (Turcja). Projekt był finansowany przez NCBR w ramach V konkursu Współpracy Polsko-Tureckiej. Wartość dofinansowania wyniosła 250 721,14 EUR, w tym Łukasiewicz–PIAP 155 101,56 EUR.