Ученые НГТУ научились управлять роборукой с помощью сигналов мозга
Исследователи Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) изучают возможности человеческого головного мозга, а именно — электроимпульсы, которые в свою очередь позволяют управлять роботизированными протезами.
В рамках инновационного проекта новосибирские исследователи создают персонализированную систему управления внешними устройствами — роботизированными протезами. Управление происходит за счет считывания мозговых импульсов.
«Сигналы мозга регистрируются и преобразуются в команды для управления компьютером, роботизированными протезами или другими электронными устройствами», — объясняют ученые-инженеры.
Как объяснил старший преподаватель кафедры систем сбора и обработки данных НГТУ НЭТИ Алексей Козин, в основе разрабатываемой системы лежит подход, основанный на устойчивых визуально вызванных потенциалах (SSVEP) — стабильных ритмах мозговой активности, которые возникают, когда человек смотрит на источник света, мерцающий с определенной частотой. Сосредоточив взгляд на нужном источнике, пользователь генерирует в своем мозге четкий сигнал, который система считывает и преобразует в команду.
Реакция мозга разных людей на одну и ту же частоту фотостимула значительно отличается, и для эффективной работы ИМК важна персонализация.
«Реакции каждого человека уникальны. Цель моей работы заключалась в том, чтобы придумать метод, который бы их учитывал. Мы подбираем для каждого пользователя набор из наиболее «отзывчивых» частот, на которые его мозг дает самый сильный и стабильный сигнал. Это значительно повышает скорость, точность и надежность управления», — рассказал Алексей Козин.
В рамках проекта была разработана аппаратная часть — фотостимулятор на 5—9 команд (устройство с набором мерцающих светодиодных панелей). Концентрация внимания на одной из них вызывает в мозге пользователя соответствующий отклик. Специальное программное обеспечение позволяет гибко настраивать параметры частоты, яркости и цвета фотостимулов для каждого пользователя. Также выполнена печать и сборка роботизированной руки-манипулятора, спроектирован блок управления ею. Роборука выполняет команды, распознанные интерфейсом.
Таким образом, разработан программно-аппаратный комплекс, объединяющий все необходимые этапы: регистрацию сигналов с гарнитуры, анализ реакции мозга пользователя на набор частот и составление его «персонального профиля», настройку фотосимулятора на оптимальные для пользователя частоты, распознавание команд в реальном времени и передача их для управления роботом или другими устройствами.