Ученые Новосибирского государственного университета приступили к созданию системы считывания сигналов с тела человека, которая позволит людям с ограниченными возможностями здоровья более интуитивно и естественно управлять протезами рук.
Прототип планируется представить в 2028–2029 годах, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.
Как пояснил один из разработчиков Александр Сартаков, современные коммерческие протезы управляются за счет напряжения одной-двух мышц предплечья и переключают режимы по заданной схеме в ответ на сокращение и расслабление мышц. При этом используется лишь малая часть сигнала, который генерируют мышцы, нервная система и движения конечности: обычно считываются только электромиографические сигналы по двум каналам — для сгибания и разгибания.
«Мы хотим увеличить количество каналов и выявить возможности считывания других данных с человеческого тела с использованием ЭЭГ, — приводит слова разработчика пресс-служба. — Это представляется нам важным, поскольку сама мысль совершить то или иное движение рождается именно в головном мозге человека. Чем больше каналов будет задействовано в передаче сигналов, тем больше поступит данных и появится больше возможностей их интерпретации».
Планируется, что система будет собирать и объединять сигналы, полученные методами электромиографии и электроэнцефалографии, и на их основе распознавать, какое движение желает выполнить пользователь. Молодые ученые намерены задействовать от 6 до 18 каналов, передающих сигналы с руки. При этом предполагается учитывать не только факт напряжения определенных мышц, но и его интенсивность, что позволит протезу выполнять не только полные, но и промежуточные движения — например, неполное сгибание или разгибание пальцев в нужной степени.
Как отмечают в НГУ, сейчас из-за ограниченного объема данных, получаемых с небольшого количества датчиков, в большинстве случаев возможны лишь полностью сгибающие или разгибающие движения. Увеличение объема информации позволит интерпретировать сигналы разнообразнее и расширит функциональность искусственных конечностей.
Система будет состоять из двух компонентов: шапочки с сухими электродами для снятия ЭЭГ-сигналов и эластичного браслета с датчиками ЭМГ на руке. Данные по беспроводным каналам будут передаваться на вычислительный модуль (например, смартфон), а оттуда — на протез. Для очистки сигналов от шумов и адаптации к городской среде разработчики планируют использовать методы машинного обучения.
На создание прототипа потребуется, по оценкам ученых, два-три года. После завершения разработки исследователи рассчитывают на сотрудничество с компанией «Моторика».
