Ученые ТУСУРа создают доступную программную систему нейроуправления протезами
Специалисты Томского университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) разрабатывают программное обеспечение для управления протезами кисти и стопы с использованием нейроинтерфейса. Система приблизит движения к физиологичным и будет дешевле представленных на рынке, сообщает пресс-служба инновационных организаций Томской области.
«Кисти и стопы травмируются чаще других частей тела, при этом протезами дистальных отделов конечностей управлять сложнее. Промышленные манипуляторы работают с точностью до миллиметра, а человек с протезом не всегда может взять стеклянную посуду, не разбив ее. Эта проблема будет решена, если добавить нейроуправление», — рассказала руководитель STEM-центра ТУСУРа Юлия Лобода.
В настоящее время для управления протезами используются миодатчики, которые крепятся к концевым мышцам культи. Однако, когда конечность ампутирована, система управления перестраивается и сигналов с миодатчиков становится недостаточно. В редких случаях пациентам вживляют в мозг инвазивные нейродатчики, но этот метод требует хирургического вмешательства, длительного наблюдения и чреват риском осложнений (например, эпилепсии).
Нейроинтерфейс, который используют в ТУСУРе, закрепляется на голове и считывает сигналы мозга. Протез руки для экспериментов разработчики распечатали на 3D-принтере, а задачу — создание базы паттернов положений кисти — решают вместе с учеными СибГМУ.
«Паттерны — это такие устойчивые положения конечности. Существуют готовые базы паттернов, но их несколько, было непросто выбрать на какую именно опираться. Сейчас мы работаем с классификацией, которая включает восемь положений. Чтобы проверить интерфейс, мы сравнивали его сигналы с показаниями сложного оборудования для анализа деятельности мозга на кафедре неврологии СибГМУ. В идеале нужно создать базу не статичных, а динамичных паттернов — мы пытаемся смоделировать переходы из одного положения в другое. Это как раз позволит, например, точно захватывать предмет», — уточнила Юлия Лобода.
По словам ученых, распознавание сигналов и их соединение с нужными положениями — самая сложная часть системы управления протезами. Обучение распознаванию сигналов конкретного человека займет около двух недель. Параллельно пациент учится осознанно формировать сигнал управления протезом.
Сейчас у ученых идет этап экспериментов, сбора статистики, нарабатываются базы сигналов. Планируется, что через год после начала финансирования продукт будет готов. Чтобы удешевить его, разработчики хотят организовать малое инновационное предприятие и создавать все элементы системы сами, опираясь на партнеров в томском НПЦ «Полюс».
