Материализация нужной мысли

07:59 — 20.10.2015

Материализация нужной мысли

Автор фото: Фото ННГУ.

Материализация нужной мысли

07:59 — 20.10.2015

В университете Лобачевского через три года будет создан прототип экзоскелета, которым можно будет управлять посредством команд мозга. На эти разработки пойдут средства гранта Российского научного фонда, выигранного в 2015 году.

Расшифровать намерение

Вот что говорит о предстоящей работе ведущий учёный, профессор МГУ им. М. В. Ломоносова, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов МГУ Александр Каплан:

— В последнее десятилетие в мире проявился интерес к технологиям, которые позволяют зарегистрировать, а затем и расшифровать намерение человека к какому-либо действию. Следующий логичный шаг — исполнение этих команд мозга с помощью электромеханических устройств. Скажем, человек подумал о том, чтобы включить телевизор, и вот он уже работает на нужном канале.

Это не фантастика. Если мы регистрируем электрическую активность мозга, то можем и засечь соответствующий момент, передать его обычной техникой. Но не поработав с человеком предварительно, активность мозга не расшифровать. Тестирование ведётся следующим образом. Например, мы хотим, чтобы наш экспериментатор напечатал текст на компьютере буква за буквой, не прикасаясь к клавиатуре. Человек смотрит на экран с изображёнными буквами. Ему говорят: «Думай про эту букву, потом про эту…». В это время аппаратура ведёт непрерывную запись электрической активности его мозга. Затем на их основе создаётся своеобразный каталог активностей, соответствующих той или иной букве.

Экзоскелет «под ключ»

Хорошая область применения разработки — медицина, помощь людям, утратившим возможность говорить. Можно будет сделать нейрокоммуникаторы, позволяющие выбирать тот или иной знак из представленного набора. Это могут быть и буквы, и символы типа пиктограмм.

Но как помочь в ситуации, когда человек вообще не способен к самостоятельным движениям? Для этого создаётся своего рода кибернетическая конечность, рука или нога, управляемая командами мозга. Мозг руководит не каждым действием, если нога кибернетическая, «умная», с заложенной автоматикой ходьбы, мозгу достаточно скомандовать «Хочу ходить, желаю повернуть!»

— Мы в МГУ сами создать экзоскелет не в состоянии, — признается Александр Каплан. Как-никак все-таки биологи, а не механики и не математики. Зато таковые (к тому же работающие над сходными задачами) есть в университете Лобачевского.

— Наша цель — экзоскелет, соединённый с интерфейсом «мозг-компьютер». За три года мы должны сделать подобную конструкцию «под ключ». Создаётся лаборатория, идёт набор сотрудников как из ННГУ, так и из других организаций. В 2016 году макеты «умных» аппаратов должны быть готовы. Но уже сейчас в Нижнем проводятся рабочие совещания с представителями промышленных предприятий, готовых наладить производство таких экзоскелетов.

Шаги прогресса

1937 год — первая вычислительная машина, работающая на принципах двоичной логики.
1969 год — первый домашний компьютер, первая сеть.
1971 год — первая программа для отправки электронной почты.
1986 год — первый ноутбук.
1991 год — WWW (Всемирная паутина) стала общедоступной.
2002 год — первые серийные планшетные компьютеры.
2007 год — первый смартфон.

Круг научных задач

— Проект поддерживается федеральным министерством образования и науки, финансируется, в том числе за счёт нескольких грантов, которые выиграл университет, — дополняет коллегу проректор ННГУ им. Н. И. Лобачевского Виктор Казанцев. — Экзоскелет — устройство, предназначенное для того, чтобы позволить ходить людям, прикованным к инвалидному креслу. Это робот, который помогает человеку шагать. Он будет иметь автоматизированную систему поддержания вертикальной позы и многоуровневую систему управления. Она будет включать динамическую систему, управляющую режимами ходьбы, систему управления и интеграции мышечной активности с соответствующими приводными устройствами и командную систему, построенную на основе мозг-компьютерного интерфейса.

Ещё одно назначение экзоскелета — реабилитация после травмы опорно-двигательного аппарата, когда необходимо восстановить работу мышц.

Взаимодействие с группой Каплана строится очень плодотворно. Коллектив его лаборатории будет размещён на территории университета, уже закуплено первое оборудование. Можно с уверенностью сказать, что в скором времени в Нижнем появится свой вариант мозг-компьютерного интерфейса, предназначенный как для экзоскелета, так и для более широкого круга научных задач.

Коммерческая востребованность

Работы по экзоскелету ведутся в университете Лобачевского уже год. За это время сделан прототип, разработана программная система управления, сейчас ведётся настройка аппарата, доводка некоторых его узлов. Уже в январе устройство переедет в Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр (бывший НИИТО). Там специалисты займутся настройкой аппарата на реабилитацию пациентов.

Проект имеет очень хорошую коммерческую перспективу, такие устройства чрезвычайно востребованы и в нашей стране, и в мире. Его будущее зависит от финансирования: чем оно будет больше, тем быстрее удастся выйти на рынок.

— В рамках сегодняшнего финансирования мы должны будем сделать системные компоненты экзоскелета к концу следующего года, — продолжает Виктор Казанцев. — Если всё пойдёт такими темпами, уже через два года можно будет говорить о промышленном производстве.

На сегодняшний день кроме ННГУ ещё четыре вуза начали работу в этом перспективном направлении. Но у нижегородского проекта есть несколько конкурентных преимуществ. В первую очередь это конструктивные технические решения, связанные с разработкой приводов. Кроме того, года через два мы будем иметь адаптивную систему поддержания равновесия. Очень важно, что экзоскелет будет оснащён многоуровневой системой управления, которой пока нет ни в одном из известных мировых вариантов, в том числе разработкой мозг-компьютерного интерфейса.

1046

Комментирование данного материала запрещено администрацией.