Резоматрица

Актуальность
Cегодня около 1 млн человек перенесли инсульт и ЧМТ. Более половины из них имеют двигательные нарушения. Поэтому использование в реабилитации после неврологических заболеваний специализированных нейроинтерфейсов можно считать актуальным.
AR
ROBOT
VR

Проблема
Существующие устройства на рынке в виде нейроинтерфейсов для реабилитации и оценки состояния скелетных мышц и нервов обладают большими габаритами и помехозависимостью.

Цель
Создать программно-аппаратный комплекс для восстановления мышечной активности в виде игрового процесса.

Реабилитация с помощью «Резоматрицы»

Реабилитация после неврологических заболеваний
Компьютер
Контроллер
Оценка состояния мышц
Центр обработки данных
Передача биометрических данных
Оценка Специалиста

Задачи проекта:
Изучить и проанализировать различные устройства для реабилитации после неврологических заболеваний;
Изучить технологии нейрокоммуникации;
Разработать требования к изделию и электрическую схему «резоматрицы»;
Собрать прототип устройства;
Проанализировать данные с датчиков;
Создать крепление на руку и пальцы в виде перчатки;
Написать программу для считывания движений и отправки на компьютер;
Создать робота для демонстрации возможностей и отработки навыков управления с помощью «резоматрицы».

Устройства для реабилитации
Тренажер «Армео»
КАН «Регент»

Устройства для управления
Power Glove
Razer Hydra

Требования к устройству:
Экологичность;
Безопасность:
• Помехоустойчивость
• Комфортность, удобство в использовании
Функциональность:
• Компактность позволит размещать множество дополнительных периферийных систем;
• Возможность подстройки даст возможность пользоваться разработанным контроллером большому количеству людей;
• Ввод данных через естественные движения руки.

Упражнения для реабилитации

Сопротивление участка цепи
Полученные усредненные значения (значения округлены):
1) Uвых =Uвх - Uпадение = Uвх – I*Rкожа ладони = 4.2В = 5- 0.0011А*80000Ом.
2) Uвых =Uвх - Uпадение = Uвх – I*Rкожа пальцев = 3.7В = 5- 0.001А*130000Ом.
3) Uвых =Uвх - Uпадение = Uвх – I*Rкожа кисти = 3.4В = 5- 0.0009А*210000Ом.
Экспериментальная работа
Uвых =Uвх - Uпадение = Uвх – I*Rкожи

Выбор компонентов:
Элементы нестандартных номиналов
Конденсаторы, резисторы, оптоволокно
Гальваническая развязка
Полосовой фильтр промышленной частоты

Выбор компонентов
Контроллер Роботология
Программируемый микроконтроллер ARM STM32 ядро Cortex M3

Решение
матрица
Дифференциальный
усилитель
Преобразователь уровня сигнала в частоту
Контроллер и фотодатчики
Датчик гальванической реакции кожи
Реакция интерфейса

Функциональная схема системы
Фиксирование ЭМГ
Оценка состояния скелетных мышц и нервов.
Измерение ГРК
Преобразование в световые импульсы
Воздействие
оптоволокно
Свет
Принятие и раскодирование сигнала
отправка команды
Исполнительное устройство

Сравнение систем для снятия биометрических данных

Практическое применение
Нейротехнологические системы обучения
Управление виртуальными объектами
Управление техническими объектами
Игровая индустрия

Партнеры проекта
УОЦ «Золотое сечение» ПАО «МЗиК»

План развития проекта
Создание и отработка экспериментальных
прототипов (2018)
Доработка систем и подача патентных заявок (2018-2019)
Дальнейшая модернизация и подача заявки на программу поддержки «Старт» и «Умник»

Команда проекта
Новик Даниил
Ильинский Александр
Андреевских-Якоцук
Ульяна
Схемотехник
Нейротехнолог
Робототехник

Спасибо за внимание!

Дополнительная информация

Техническое описание
Фильтрация
Преобразование
10 Ком
Транзистор VT2 открыт
C2=5pf
K2=(R2+R3)/R3=2
Tранзистор VT3 закрыт

Техническое описание
Фильтрация
Преобразование
5 Ком
Транзистор VT1 открыт
C1=10pf
K1=((1/(1/R1)+(1/R2))+R3/R3=1.5
Tранзистор VT3 открыт