Резоматрица

1. Резоматрица

Направление «Нейротехнологии»
Резоматрица

2. 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
VR
ROBOT

3. Проблема

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

4. Цель

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

5. Реабилитация с помощью «Резоматрицы»

6. Реабилитация после неврологических заболеваний

Передача
биометрических
данных
Компьютер
Контроллер
Оценка
состояния
мышц
Центр
обработки
данных
Оценка
Специалиста

7. 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».

8. Устройства для реабилитации

КАН «Регент»
Тренажер «Армео»

9. Устройства для управления

Razer Hydra
Power Glove

10. 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.

11. Упражнения для реабилитации

12. Экспериментальная работа

Сопротивление участка цепи
Uвых =Uвх - Uпадение = Uвх – I*Rкожи
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.

13. Выбор компонентов:

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

14. Выбор компонентов

Контроллер Роботология
Программируемый микроконтроллер ARM STM32 ядро Cortex M3

15. Решение

матрица
Реакция
интерфе
йса
Дифференциал
ьный
усилитель
Контроллер и
фотодатчики
Датчик
гальванической
реакции кожи
Преобразо
ватель
уровня
сигнала в
частоту

16. Функциональная схема системы

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

17. Сравнение систем для снятия биометрических данных

Критерии
Множество
конфигураций
Высокая
помехоустойчивость
Резоматрица
Power Glove
Armeo Senso
+
+
+
+
-
+
+
+
+
+
-
-
Компактность
Продуктивное
восстановление
мелкой моторики

18. Практическое применение

Нейротехнологические системы обучения
Управление виртуальными объектами
Управление техническими объектами
Игровая индустрия

19. Партнеры проекта

УОЦ «Золотое сечение»
ПАО «МЗиК»

20. 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»

21. Команда проекта

Новик Даниил
Схемотехник
Ильинский Александр
Нейротехнолог
Андреевских-Якоцук
Ульяна
Робототехник

22. Спасибо за внимание!

23. Дополнительная информация

24. Техническое описание

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

25. Техническое описание

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

26. Работа схемы

Матрица
Сглаживание и
уменьшение
сигнала ЭМГ
Дифференциал
ьный
Усилитель
Усиление в 1000 раз
Фильтрация ЭМГ
Датчик
гальванической
реакции кожи
Измерение и подстройка
показаний
Преобразователь
сигнала в частоту
Преобразование
сигнала в
прямоугольные
импульсы различной
длительностью
Контроллер
и
фотодатчик
Принятие и
обработка сигнала
Калибровка
Отправка команд