Проекты

Медицинский многофункциональный универсальный матрас (эффективный, в том числе для больных COVID-19)

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «3D-моделирование, 3D-печать и VR/AR-технологии»

Направление работы: 3D-моделирование
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1467
Предметы: Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

При различных заболеваниях больные вынуждены лежать в определённых функциональных положениях. Актуальность проекта обусловлена тем, что использование существующих медицинских кроватей и матрасов не обеспечивает широкий диапазон функциональных положений. Медицинские кровати не обладают универсальностью, их диапазон ограничен 2–3 функциональными положениями, поэтому используются дополнительные приспособления, что в свою очередь делает их менее удобными в эксплуатации и повышает расходы.

Цель

Разработать концепцию медицинского многофункционального универсального матраса и создать 3D-модель.

Задачи

  1. Изучить проблемы лежачих больных и ухода за ними.
  2. Исследовать и проанализировать существующие подходы к решению данных проблем.
  3. Разработать концепцию инженерного решения медицинского матраса.
  4. Провести сравнительный анализ с аналогами.
  5. Создать 3D-модель матраса.
  6. Воспроизвести фотореалистический рендеринг.
  7. Создать анимацию.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Персональный компьютер под управлением OS Windows
  • Программное обеспечение (3ds Max, Power Point, Microsoft Office Word)

Описание

В ходе работы над проектом были выявлены проблемы лежачих больных, проведён мониторинг существующих матрасов и кроватей. Были проанализированы возможности этих кроватей и матрасов. Далее была разработана концепция инженерного решения.

Инновация заключается в том, что матрас компонуется из двух частей: нижней надувной части, разделённой на зоны-секции, которые надуваются с помощью компрессора и пульта управления до нужного объёма, и верхней части, состоящей из многочисленных пенополиуретановых ячеек-пикселей, обеспечивающих плавное повторение надувных зон нижней части.

 

Такой подход позволяет значительно расширить диапазон функциональных положений пациента, обеспечить максимальную комфортность и противопролежневый эффект. Созданные 3D-модель и анимация позволяют визуализировать инженерное решение и функциональные возможности матраса в динамике.

Далее был сделан фотореалистичный рендеринг для улучшения качества картинки.

Результаты работы/выводы

Полученные результаты: разработана концепция, предложено инженерное решение, проведён сравнительный анализ с аналогами, создана 3D-модель и анимация.

Предложены основные инженерные решения. Были подобраны материалы для практической реализации разработанного матраса, которые позволят сделать его прочным, лёгким, долговечным, функциональным и одновременно сравнительно недорогим.

 

Перспективы использования результатов работы

Практическая реализация идеи управляемого многофункционального матраса увеличит эффективность лечения лежачих больных, которые находятся в определённых положениях длительное время, повысит комфорт людей с ограниченными возможностями. В условиях пандемии снизит колоссальную нагрузку на медицинский персонал. Относительно невысокая потенциальная цена матраса делает его доступным для массового применения как в медицинских учреждениях, хосписах, домах престарелых, реабилитационных центрах, так и в домашних условиях.

Созданная 3D-модель может использоваться продавцами и производителями для визуализации продукта в рекламных целях. Также проект можно использовать в обучающих программах для демонстрации возможностей 3D-моделирования.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Детский парк «Альтаир» РТУ МИРЭА

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Прикладной конкурс «Золотая Дюжина» МИРЭА – участник.