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.

"Кисти и стопы травмируются чаще других частей тела, при этом протезами дистальных отделов конечностей управлять сложнее, - говорит руководитель STEM-центра ТУСУРа Юлия Лобода. - 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".

Сейчас 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 неинвазивно и считывает сигналы мозга. Протез руки для экспериментов разработчики распечатали на 3D-принтере, а задачу - создание базы паттернов положений кисти - решают вместе с учеными Сибирского государственного медицинского университета (СибГМУ).

"Паттерны - это такие устойчивые положения конечности, - объясняет Юлия Лобода. - 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".

Распознавание сигналов и их соединение с нужными положениями - самая сложная часть системы управления протезами. Обучение программы распознаванию сигналов конкретного человека займет около двух недель. Параллельно пациент учится осознанно формировать сигнал управления протезом.

"Сейчас для освоения протезов требуется от нескольких месяцев до нескольких лет. При этом многие не доходят до конца, отказываются, пользуются только неподвижным протезом", - акцентирует Юлия Лобода.

Для системы уже написан начальный код. Сейчас 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".

Источники

В Томске создают программную систему нейроуправления протезами
ИноТомск (inotomsk.ru), 03/07/2017
В Томске создали программную систему нейроуправления протезами
Vestisibiri.ru, 03/07/2017
В Томске создали программную систему нейроуправления протезами
Новости@Rambler.ru, 03/07/2017
В Томске создали программную систему нейроуправления протезами
ТАСС, 03/07/2017
В Томске создали программную систему нейроуправления протезами
ИА Flashsiberia, 03/07/2017
В России появятся протезы с "умным" управлением
DisLife (dislife.ru), 04/07/2017
Протезы с "умным" управлением появятся на российском рынке в 2019 году
Индустриальные новости (ria-in.ru), 04/07/2017
Протезы с "умным" управлением появятся на российском рынке в 2019 году
Портал РАМН (portalramn.ru), 04/07/2017
Протезы с "умным" управлением появятся на российском рынке в 2019 году
АНО Модернизация (i-russia.ru), 04/07/2017
В Томске разрабатывают нейроинтерфейс для управление протезами
SmartBabr (smartbabr.com), 04/07/2017

Похожие новости

  • 03/07/2017

    Абитуриенты Томского госуниверситета создали бота для Telegram, сообщающего результаты ЕГЭ

    ​Абитуриенты Владимир Лебедев и Денис Шарапов подали документы в ТГУ одними из первых. Для поступления они выбрали недавно созданный Институт прикладной математики и компьютерных наук. Такой выбор не был спонтанным - ребята давно уже занимаются программированием, а примерно месяц назад они создали бота для Телеграм, который сообщал о результатах ЕГЭ.
    61
  • 02/06/2017

    Алтайский госуниверситет встречает молодых ученых - участников Всероссийского конкурса СНО

    ​1 июня Алтайский государственный университет встречает участников III Всероссийского конкурса студенческих научных обществ и конструкторских бюро, в котором примут участие более 60 студенческих научных объединений со всей России.
    212
  • 11/01/2017

    Топливный бак для водородного транспорта сохранит атмосферу Земли

    Массовый перевод автомобилей на водородное топливо позволит сократить эмиссию углекислого газа в атмосферу Земли - ведь при сжигании водорода образуется вода.  Однако широкого распространения "водородомобили" пока получить не могут, прежде всего, из-за отсутствия безопасных и удобных способов хранения водорода в топливной системе транспортного средства.
    394
  • 09/01/2017

    ТГУ создает 3D-фильм о раскопках курганов в тувинской Долине царей

    ​Сотрудники Томского госуниверситета (ТГУ) планируют в 2017 году выпустить фильм в 3D об археологических раскопках в тувинской Долине царей, сообщила РИА Томск завлабораторией "Артефакт" Ольга Зайцева.
    354
  • 06/07/2016

    В Томском политехе разработали агроробота

    Ученые Юргинского технологического института (ЮТИ) Томского политехнического университета вместе со студентами разрабатывают агроробота, который сможет пахать землю, обрабатывать растения от вредителей и косить траву.
    712
  • 07/07/2016

    В ТПУ разработали универсальный порошок для дактилоскопии

    ​Универсальный порошок для дактилоскопии разработали в Томском политехническом университете. Авторами идеи стали студенты Энергетического института ТПУ. Основные преимущества новой разработки - получение более четкого следа отпечатка и универсальность.
    656
  • 17/10/2016

    Систему безопасного хранения водородного топлива разрабатывают в ТПУ

    ​Магистрант Томского политехнического университета (ТПУ) занимается созданием безопасной системы хранения водородного топлива. В этой системе водород "упаковывается" в углеродные таблетки, благодаря чему исключается риск его самопроизвольного взрыва.
    462
  • 20/09/2016

    В Сибири наладят производство бериллия по технологии ТПУ

    Промышленный партнер Томского политехнического университета (ТПУ) компания "Редкие металлы Сибири" планирует в 2018 году организовать первый этап производства бериллия по разработанной политехниками технологии в Забайкальском крае, для второго этапа рассматривается площадка Сибирского химкомбината (СХК) Росатома в Томской области, сообщил ​ РИА Томск проректор по науке Александр Дьяченко.
    495
  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    563
  • 28/06/2016

    3D-технологии завоевывают мир

    ​Вслед за автомобилями с автопилотом на дороги выходят самоуправляемые маршрутки. Первенцем новой концепции стал микроавтобус "Olli", созданный компанией Local Motors в сотрудничестве с IBM.  Как сообщает 3Dtoday, Local Motors наиболее известна в качестве первого производителя 3D-печатных автомобилей, а IBM предоставила необходимое аппаратное и программное обеспечение для интеграции 3D-печатного транспорта в облачный искусственный интеллект IBM Watson.
    857