Учёные НИУ «БелГУ» разработали уникальное ПО и систему реабилитации для парализованных инвалидов

Команда учёных кафедры информационных и робототехнических систем института инженерных и цифровых технологий НИУ «БелГУ» под руководством профессора Андрея Афонина впервые в России создала оригинальное программное обеспечение и макет системы реабилитации, на основе робота-манипулятора, управляемого с помощью движения глазных яблок. Разработка предназначена для помощи парализованным инвалидам и позволяет создать сервисный робот-манипулятор, который поможет полностью обездвиженным людям самостоятельно выполнять такие необходимые действия, как питьё, еда, управление бытовыми приборами и другие задачи по самообслуживанию.

Исследователи собрали действующий макет системы, в который вошли бюджетный трекер Tobii Eye Tracker 4C, настольный манипулятор с системой управления на базе Arduino и две веб-камеры, установленные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях для отслеживания положения манипулятора.

Для управления макетом системы учёные разработали оригинальное программное обеспечение с интерфейсом, состоящим из двух симметричных половин. В этих половинах осуществляется управление перемещением манипулятора в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Его положение отображается в отдельных окнах, где ведётся трансляция изображения с веб-камер. Пользователь может перемещать манипулятор в заданном направлении, просто наводя взгляд на соответствующую кнопку и управляя сжатием и разжатием его схвата.

Однако глаза человека постоянно совершают спонтанные хаотические движения, что необходимо для отслеживания окружающей ситуации, но значительно снижает точность управления механизмом. Чтобы решить эту проблему, учёные НИУ «БелГУ» оснастили свою систему fNIRS-томографом, который позволяет распознавать мысленно представляемые движения. Это улучшает точность позиционирования манипулятора при управлении им с помощью движения глаз. Более того, такой подход позволяет отдавать манипулятору вспомогательные команды, например, на сжатие и разжатие схвата, без необходимости двигать глазами – достаточно лишь мысленно представить эти действия.

Созданная при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-08-01178 инновационная система реабилитации не имеет аналогов в России. На данный момент учёные завершили разработку проектной документации и перешли к этапу поиска промышленного партнёра.