A lovak sántaságát a világon először több szempontból és objektíven vizsgáló állatorvosi mérőeszköz megalkotásán dolgozik a BME mechatronikai mérnökhallgatója.

„A lovak sántaságának vizsgálata és e betegség kezelése a lógyógyászat egyik legnehezebb területe. Helyettesítő eszköz híján az állatorvosok a mai napig fizikai vizsgálattal, azaz ’szemrevételezéssel’ állapítják meg, hogy egy állatnál fenn áll-e ez a rendellenesség. Jelenleg nem létezik a piacon olyan szerkezet, amely objektív mérésekből levonható következtetések alapján váltja ki, így ki is küszöböli az emberi ítélőképesség hibáit” – foglalta össze kutatásának hátterét Dobos Dániel András, a BME Gépészmérnöki Kar mechatronikai mérnökszakos BSc-s hallgatója. Dániel olyan mérőműszer létrehozására tesz kísérletet, amely szenzorokkal vizsgálja a lovak járását, majd a beérkező adatokat számítógépes programmal elemzi, így mutatva ki a lehetséges rendellenességet. Tudományos kutatási tervét a Siemens Magyarország Zrt. és a Pro Progressio Alapítvány pénzbeli támogatásban részesítette a mérnökhallgatók innovatív műszaki kezdeményezéseire kiírt legutóbbi pályázaton.

A lovak sántaságát okozó rendellenességeknél (ilyenek az ízületi betegségek, gyulladások, bakteriális fertőzések, a savós patairha gyulladás, a nyírrothadás, a patarák stb.) és a fizikai sérüléseknél (ilyenek az inak sérülései, az ínhüvelygyulladás, a szegbelépés stb.) fontos, hogy a betegséget minél korábban észleljék és kezeljék, így sok fájdalomtól és későbbi szövődményektől kímélhetik meg a lovakat. Gazdasági előnye is van, ha fiatal korban felfedezik a kórt: egy-egy állatról már kiscsikó korában eldönthető, hogy alkalmas lesz-e versenylónak, és érdemes-e elkezdeni a trenírozását.

A sántaságvizsgálatnál az állatot futószárral vezetik körbe egy kör alakú pályán, miközben az állatorvos szemrevételezi a négy láb mozgását, azaz a ritmust, a lábak összehangoltságát, a lábemelés sorrendjét és az emelés magasságát. „Kirívó eseteknél könnyen észrevehető a rendellenesség, ám vannak eltérések, amelyek korai fázisban szemrevételezéssel csak ritkán vehetők észre, és csak a későbbi fizikai tünetek megjelenésekor derül fény a problémára. Így a kezelés is később kezdődik, ami egyrészt időveszteség, másrészt az állatnak sok fájdalmat okozhat a késlekedés” – fejtette ki Dániel. Gyermekkora óta szereti az állatokat, sokat lovagol, és állatorvos édesapja mellett is sok beteg állatot látott. Mérnöki tudását most az állatgyógyászat javára igyekszik fordítani.

A fiatal kutató négy külön, az állat lábaira rögzített bokavédőre erősíthető gyorsulásmérőt alkalmaz, így vizsgálja a lovak lépésciklusát. A szenzorok nem zavarják az állatokat járás közben, ám folyamatosan mérik a lépések között a lábak gyorsulását, azaz, a lábemelés sebességének és a lépések időtartamának hányadosát. Sajátos gyorsulási csúcsok jellemzik a lovak járását, azaz, azt a mozgást, amikor a ló felemeli, majd leteszi a lábát a talajra. Az ekkor mért gyorsulási csúcsok alapján meghatározható a lépésciklus, és a két lábletétel között eltelt idő. A lépésciklusok és az eltelt idő oldalankénti aszimmetriájának fennállásakor felvetődik a vizsgált ló sántasága. A lábakon mért értékeket a szenzorok továbbítják a nyeregpontba épített mikrokontrollernek, amely az adatokat egy SD-kártyára menti. Dániel LabVIEW programnyelven készített olyan szoftvert, amely grafikusan jeleníti meg a vizsgálati adatokat az asztali számítógépén.

A fiatal kutató jelenleg a prototípus megalkotásán dolgozik. Eddigi munkájában édesapja mellett oktatója, Kiss Rita, a BME Gépészmérnöki Kar Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszékének (MOGI) helyettes vezetője, a kar Biomechanikai Kooperációs Kutatóközpontjának igazgatója segítette. Dániel két állatot vizsgált eddig az elkészült mintadarabbal, de a jövőben szeretné kiterjeszteni a vizsgált egyedek számát, és az eszköz továbbfejlesztését is tervezi. Eddig csak a lábak ciklusmozgását vizsgálta, ám tervei között szerepel, hogy a nyeregbe is közvetlen érzékelőket épít be a nyeregpontba épített mikrokontroller mellé. Utóbbi fejlesztéssel a hátmozgásban megfigyelhető aszimmetrikus lépés-rendellenességek is felfedhetővé válhatnak, mi több, eszközével olyan korai fázisú betegségekre is fény derülhet, amelyekre eddig az állatorvosi fizikai vizsgálatok nem, vagy csak jóval később világítottak rá. A mérési eredményeket kiértékelő szoftver is finomodhat még: Dániel olyan programot tervez, amely a beérkezett adatok alapján automatikusan jelzi a rendellenességeket és diagnózist is felállít. „Az első vizsgálatokat otthon, az állat gazdája is képes lesz elvégezni, így csak akkor kell állatorvost hívnia, ha az eszköz problémát jelez. Ezen túl az állatorvosok munkáját is megkönnyítheti a szerkezet, hiszen a mérések igazolhatják az orvosi sejtéseket” – ecsetelte, bízva abban, hogy prototípusából idővel piacosítható termék lesz.

Dánielt régóta foglalkozik a lovak sántaságának vizsgálatával, és a témában tudományos diákköri dolgozatot is készített, amellyel harmadik helyezést ért el, és szakdolgozatát is erről írja. Gyermekkorától érdeklik a mérnöki tudományok, főként a robotok és a méréstechnika. „A mechatronikai mérnöki terület több tudományágat egyesít, például a gépész-, a villamosmérnöki és az informatikai ismereteket. Ez az összetettség is inspiráló” – emlékezett vissza a pályaválasztására. A BME-n szeretne továbbtanulni, a biomechanika mesterszakirány érdekli a legjobban, és szívesen készítene további humán- és állatgyógyászati mérőeszközöket.

Érdekesség, hogy Dániel közösen készül egy versenyre szobatársával, Benke Ádámmal, akinek „Cardiomouse” elnevezésű találmánya is nyert a Siemens Magyarország Zrt. és a Pro Progressio Alapítvány pályázatán, és éppen ő volt az, aki Dánielt is bíztatta kutatási tervének beadására (Benke Ádámmal a bme.hu is készített interjút – szerk.). Közösen vágnak neki a „Micromouse” versenynek, együtt építenek egy olyan autonóm, azaz önjáró robotegeret, amelynek meg kell találnia a kivezető utat egy útvesztőből.

TZS - TJ

Fotó: Dobos Dániel András