Молодые учёные НИУ «БелГУ» разработали анализатор мышечной активности

Молодые учёные НИУ «БелГУ» разработали анализатор мышечной активности. Он предназначен для регистрации, обработки и передачи информации о намерении человека совершить двигательное действие на исполнительные узлы бионического протеза или экзоскелета.

Главная проблема подобных устройств, которые есть на рынке, – недостаточная информативность сигнала из‑за использования физиологических сигналов, пригодных для формирования управляющих команд только одной природы, вследствие чего возможности бионических протезов на данный момент ограничены. Один из разработчиков анализатора, аспирант института инженерных и цифровых технологий НИУ «БелГУ» Андрей Гладышев рассказал, что для увеличения информативности сигналов мышечной активности используется комбинация датчиков, регистрирующих физиологические сигналы различной природы с мышц, в частности, сигналы механической и электрической природы.

«Это может позволить выделить информацию о сокращениях не только крупных мышц, но и отдельных мышечных групп, отвечающих за движения, например, пальцев кисти руки. Тем самым открывается возможность управления искусственной конечностью «естественным» для человека способом», – подчеркнул Андрей Гладышев.

По словам учёных, регистрация сигналов осуществляется при помощи матрицы датчиков, включающих набор датчиков пьезокерамического типа и набора электромиографических датчиков. Регистрируемые сигналы поступают в микроконтроллерный блок управления, который обрабатывает полученные от датчиков сигналы и передает их протезу, активируя движение искусственной конечности.

Как отмечает аспирант института инженерных и цифровых технологий НИУ «БелГУ» Анастасия Гладышева, несомненным достоинством устройства является его универсальность. Анализатор может быть применен для культи ноги или руки, а также в составе экзоскелетов, например, в области шеи, поясницы или грудного отдела. При этом в каждом конкретном случае в зависимости от поставленных задач можно использовать разное количество как пьезокерамических датчиков, так и электромиографических датчиков в матрице.

Говоря о повышении эргономики устройства, учёные рекомендуют использовать методику 3D-сканирования для создания внутренней формы манжеты анализатора, анатомически повторяющей рельеф поверхности части конечности.

В качестве материала для манжеты и покрытия датчиков разработчики предлагают инертные нетоксичные и гибкие материалы – силикон, синтетические полимеры акрилаты, материалы на основе композита из углерода и карбида кремния, матрицы из целлюлозы и её производных.