ІНТЕГРАЦІЯ БІОНІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ У ПРОМИСЛОВИЙ ДИЗАЙН ПРОТЕЗІВ: МІЖ ЕСТЕТИКОЮ ТА ФУНКЦІОНАЛЬНІСТЮ
DOI:
https://doi.org/10.32782/2415-8151.2025.38.1.19Ключові слова:
біонічний протез, верхня та нижня кінцівки, імплантація, реінервація, електроміографія, керування мозком, остеоінтеграція, зворотний зв’язокАнотація
У статті розглянуто вплив сучасних біотехнологій на процес проєктування протезів засобами промислового дизайну. Окреслено конструктивні та функціональні особливості біонічних протезів, проаналізовано сучасні технології керування та сенсорного зворотного зв’язку в біонічних протезах для визначення їх впливу на функціональність і користувацький досвід. Приділено увагу інноваційним матеріалам і новітнім конструктивним рішенням, що дає змогу зменшити вагу, підвищити комфорт та естетичну привабливість протезів. Виявлено вплив естетичних параметрів на сприйняття й використання протезів серед різних груп користувачів, з урахуванням психологічних і соціальних аспектів. Визначені концептуальні підходи проєктування біонічних протезів, які базуються на поєднанні високого рівня функціональності й індивідуалізованою естетикою. Мета. Дослідити та обґрунтувати інтеграцію біонічних інновацій у дизайн протезів, що забезпечить підвищення якості життя користувачів та сприятиме їхній соціальній інтеграції. Методологія. Застосовано аналітичний, соціокультурний, структурний підходи, а також теоретичні методи дослідження. Результати. Визначено основні аспекти та підходи промислового дизайну біопротезів. Виявлено взаємозв’язок між розвитком суспільства, технологічним прогресом та засобами й принципами сучасного дизайну. Наукова новизна. Очікувані результати передбачають створення комплексної моделі інтеграції біонічних технологій у дизайн протезів, що дасть змогу підвищити їхню функціональність, комфорт і візуальну привабливість. Практична значущість. Результати дослідження можуть бути використані викладачами закладів мистецької освіти за спеціалізацією «Промисловий дизайн» у навчальному процесі для розробки методичної документації та формулювання практичних завдань.
Посилання
Avrunin, O.H., Selivanova, K.H., Tymkovych, M.Iu., & Nosova, Ya.V. (2025). Mizhnarodnyi dosvid vykorystannia prohramnoho zabezpechennia FLYSHAPE dlia indyvidualizovanoho tryvymirnoho modeliuvannia proteziv nyzhnikh kintsivok [International Experience in Using FLYSHAPE Software for Personalized 3D Modeling of Lower Limb Prostheses]. Proceedings from Mizhnarodna naukovo-tekhnichna konferentsiia «Informatsiini tekhnolohii v metalurhii ta mashynobuduvanni» – International Scientific and Technical Conference «Information Technologies in Metallurgy and Mechanical Engineering». (pp. 460–467). https://doi.org/10.34185/1991-7848.itmm.2025.01.082 [in Ukrainian].
Ivanytska, A. (n.d.). Stvorennia proteziv za dopomohoiu 3d modeliuvannia [Prosthesis Creation Using 3D Modeling]. Retrieved from https://ur.knute.edu.ua/server/api/core/bitstreams/795a0c63-7aa6-4183-a848-79d4b7d749b5/content [in Ukrainian].
Meshchaninov, S.K., Spivak, V.M., & Orlov, A.T. (2015). Elektronni metody i zasoby biomedychnykh vymiriuvan [Electronic Methods and Devices for Biomedical Measurements]. Kyiv : Kafedra [in Ukrainian].
Popadiukha, Yu. (2017). Osoblyvosti bionichnykh proteziv verkhnikh kintsivok [Features of Bionic Upper Limb Prostheses]. Molodizhnyi naukovyi visnyk Skhidnoievropeiskoho natsionalnoho universytetu imeni Lesi Ukrainky – Youth Scientific Bulletin of Lesya Ukrainka Eastern European National University, 25, 26–42. Retrieved from https://sportvisnyk.vnu.edu.ua/index.php/sportvisnyk/article/view/194 [in Ukrainian].
Khudetskyi, I.Yu., Antonova-Rafi, Yu.V., Melnyk, H.V., & Snitsar, Ye.V. (2021). Protezuvannia ta shtuchni orhany [Prosthetics and Artificial Organs]. Kyiv: KPI im. Ihoria Sikorskoho [in Ukrainian].
Seminska, N.V., Musiienko, O.S., Slobodianiuk, I.V., Belevets, K.S., Stepanova, A.A., & Shytikova, N.S. (2024). Vyhotovlennia proteziv nyzhnikh kintsivok: vyklyky, analiz ta mozhlyvi rishennia [Fabrication of Lower Limb Prostheses: Challenges, Analysis, and Potential Solutions]. Biomedychna inzheneriia i tekhnolohiia – Biomedical Engineering and Technology, 14(2). https://doi.org/10.20535/2617-8974.2024.14.303997 [in Ukrainian].
Ulberh, Z.R., Horchakova, N.A., & Chekman, I.S. (2013). Biomimetyka ta biomimetychni materialy: medyko-sotsialnyi aspekt [Biomimetics and Biomimetic Materials: Medical and Social Aspect]. Ukrainskyi medychnyi chasopys – Ukrainian Medical Journal, 3, 35–41. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/UMCh_2013_3_10 [in Ukrainian].
Fundovnyi, D.V., & Khynevych, R.V. (2024). Futurystychnyi fashion-protez: peretyn mystetstva ta tekhnolohii v 3D motion-dyzaini [Futuristic Fashion Prosthesis: The Intersection of Art and Technology in 3D Motion Design]. Proceedings from VI International Scientific and Theoretical Conference «Advanced discoveries of modern science: experience, approaches and innovations». (pp. 112–117). Amsterdam, The Netherlands : International Center of Scientific Research. Retrieved from https://er.knutd.edu.ua/handle/123456789/29365 [in Ukrainian].
Shyndyruk, V.D. (2024). Rozrobka prohramnoho zastosunku dlia heneratsii bionichnykh 3D-modelei proteziv na osnovi mashynnoho navchannia [Development of a Software Application for Generating Bionic 3D Models of Prostheses Based on Machine Learning]. Proceedings from naukovo-tekhnichna konferentsiia holovnoho tsentru vykhovnoi roboty «Molod v nautsi: doslidzhennia, problemy, perspektyvy» – Scientific and Technical Conference of the Main Center for Educational Work «Youth in Science: Research, Challenges, and Prospects». Vinnytsia. Retrieved from https://ir.lib.vntu.edu.ua/bitstream/handle/123456789/43224/19958-70329-1-PB.pdf?sequence=1&isAllowed=y [in Ukrainian].
Bao, J. (2025). Design and Function of Lower-Limb Prosthetics Based on Biomechanics and Bionic Simulation Using Deep Learning. Applied and Computational Engineering, 33(1), 192–196. https://doi.org/10.54254/2755-2721/2025.20702. [in English].
Dogahe, M., Mahan, M., Zhang, M., Aliabadi, S., Rouhafza, A., Karimzadhagh, S. et al. (2025). Advancing Prosthetic Hand Capabilities Through Biomimicry and Neural Interfaces. Neurorehabilitation and Neural Repair, 39(6), 481–494. https://doi.org/10.1177/15459683251331593. [in English].
Guo, K., Lu, J., Wu, Y., Hu, X., & Yang, H. (2024). The Latest Research Progress on Bionic Artificial Hands. Micromachines, 15(7), 891. https://doi.org/10.3390/mi15070891. [in English].
Guo, T., Chen, X., Wang, Y., & Chang, R. (2024). Large Language Model Based Multi-Agents: A Survey of Progress and Challenges. Proceedings from Thirty-Third International Joint Conference on Artificial Intelligence. (pp. 8048–8057). Jeju, Korea. Retrieved from https://www.ijcai.org/proceedings/2024/0890.pdf https://arxiv.org/pdf/2402.01680. [in English].
Habert, S.G.G. (2018). Multi-Modal Visualization Paradigms for RGBD Augmented X-ray Imaging. Thesis. Technische Universität München. Retrieved from https://mediatum.ub.tum.de/doc/1378637/910731.pdf. [in English].
Li, P., Ali, H., Cheng, W., Yang, J., & Tee, B. (2020). Bioinspired Prosthetic Interfaces. Advanced Materials Technologies, 5(3). https://doi.org/10.1002/admt.201900856. [in English].
Marinelli, A., Boccardo, N., Tessari, F., Di Domenico, D., Caserta, G., Canepa, M. et al. (2022). Active Upper Limb Prostheses: a Review on Current State and Upcoming Breakthroughs. Progress in Biomedical Engineering, 5, 012001. https://doi.org/10.1088/2516-1091/acac57. [in English].
Nagamachi, M. (1995). Kansei Engineering: A New Ergonomic Consumer-Oriented Technology for Product Development. International Journal of Industrial Ergonomics, 15(1), 3–11. https://doi.org/10.1016/0169-8141(94)00052-5. [in English].
Schneidereit, D. (2021). Novel Opto-Biomechatronics System Technologies in the Cardioand Musculoskeletal Environment of Medical and Life Sciences. Doctoral Thesis. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/348960515_Novel_Opto-Biomechatronics_System_Technologies_in_the_Cardio-_and_Musculoskeletal_Environment_of_Medical_and_Life_Sciences. [in English].
Triono, A., Darsin, M., Fathurrahman, A., Mulyadi, S., & Ilminnafik, N. (2022). Optimization of the Structure of Bionic Finger Segment Prosthesis Using Generative Design. F1000Research, 11, 613. https://doi.org/10.12688/f1000research.109230.1. [in English].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
