Российский экзоскелет распознает намерения владельца

Московские ученые научили экзоскелет нижних конечностей распознавать намерение своего владельца начать движение. Применять разработку планируют в реабилитации пациентов после инсульта. Система управления экзоскелета анализирует три типа сигналов: электроэнцефалограмму, электромиограмму мышц ног и электродермальный ответ кожи.


Они считываются электродами, закрепленными на теле пациента, и после обработки компьютер переключает экзоскелет в нужный режим, сообщили в пресс-службе Московского Политеха.

Экзоскелеты применяют для реабилитации пациентов с нарушением двигательных функций нижних конечностей. Управляющее ПО таких устройств обычно работает по заранее заданной программе и не всегда корректно учитывает состояние конкретного пациента. Из-за этого работа экзоскелета может не совпадать с реальным намерением человека начать движение, и эффективность реабилитации снижается. 

Заведующая кафедрой «СМАРТ-технологии» Московского Политеха Елена Петрунина предложила систему управления, которая синхронизирует работу экзоскелета с состоянием пациента через анализ трех сигналов: электроэнцефалограммы (ЭЭГ), электромиограммы мышц ног (ЭМГ) и электродермального ответа кожи. Эти сигналы фиксируют электроды на теле пациента и одновременно передают на компьютер.

Пациенту показывают на экране сигнал о предстоящем движении, а потом демонстрируют это движение или просят его вообразить. Система анализирует реакцию мозга и мышц на этот стимул и определяет момент, когда пациент намерен начать движение — ученые навали его маркером «намерения движения». 

В зависимости от того, удается ли расшифровать сигналы ЭЭГ и ЭМГ у конкретного пациента, система переключает экзоскелет в один из четырех режимов ассистирования — от автоматического, где устройство само подстраивается под мозговую и мышечную активность, до ручного, при котором интенсивность процедуры задаёт оператор.

Изобретение специалистов Московского Политеха уже протестировали на 40 пациентах. Статистический анализ подтвердил его эффективность, теперь разработчики намерены ускорить реакцию экзоскелета на сигналы владельца.