Cieľ projektu
THING AND GO
Cieľom projektu je navrhnúť integrovaný systém riadenia elektrického vozíka pre HealthCare systémy a nemocnice, pričom samostatné ovládanie bude realizované bezdotykovo, resp. pomocou myšlienok pacienta.
Mentálne príkazy bude používateľ zadávať pomocou zariadenia EPOC, ktorý dokáže snímať mozgové signály, zosilniť ich a transformovať do počítača.
Čo je zariadenie EPOC ?
EPOC je headset zariadenie, ktoré využíva rozhranie medzi mozgom a počítačom (BCI – brain-computer interface). Toto zariadenie pracuje na metóde EEG (elektroencefalografia), ktorá sa bežne používa v zdravotníctve na vyšetrovanie aktuálnej elektrickej aktivity mozgu. Táto metóda má svoj pôvod vo zmenách polarizácie neurónov mozgovej kôry, podľa ktorých je možné usudzovať funkčný stav jednotlivých oddielov mozgu. EPOC dokáže tieto mozgové signály zachytiť rovnako ako EEG, zosilniť a ďalej spracovávaťa vyhodnocovať. Tímto spôsobom je možné využívať konkrétnu mozgovú aktivitu ako ovládací prvok rôznych zariadení alebo softwaru.
Pre snímanie elektrickej, aktivity mozgu sa používajú najčastejšie povrchové elektródy. Hodnotenie elektroencefalografických záznamov spočíva v amplitúdovej a frekvenčnej analýze vykonávanej pomocou počítačov. Základné rozdelenie elektroencefalografických vĺn z analýzy sú Alfa, Beta, Theta a Delta vlny. Každá z týchto vĺn reprezentuje určitý fyziologický rytmus človeka. Alfa vlny sú charakteristické pre telesný a duševný kľud, Beta vlny predstavujú rytmus zdravého človeka v bdelom stave. Fyziologický rytmus u detí predstavujú Theta vlny a rytmus, ktorý sa za normálnych okolností objavuje v hlbokom spánku definujeme ako Delta vlny.
Prostredníctvom týchto vĺn je možné sledovať a zaznamenávať emocionálne stavy používateľa v reálnom čase. Týmto spôsobom je možné sledovať reakcie používateľa na rôzne vonkajšie aspekty, ktoré vníma. Tym pádom sa dokážu využívať aj mentálne príkazy za pomoci vedomej myšlienky používateľa a rovnako ako aj princíp EEG, ktorý dokáže zaznamenávať zachytávanie vzruchov v neurónoch a tým detekovať budenie určitej oblasti v mozgu.
Toto BCI ponúka širokú škálu možných odvetví využitia, ako je ovládanie hier, vizuálne umenie a dizajn, medicína, robotika až po ďalšie nasadenie vo vede a výskume. Naša skupina si vybrala možnosť využitia zariadenia EPOC pre ovládanie elektrického vozíčka. Používateľ bude môcť pomocou mentálnych príkazov plne ovládať elektrický vozík. Týmto spôsobom dokážeme pomôcť hlavne hendikepovaným ľuďom, pre ktorých by mohol byť v určitých prípadoch tento spôsob ovládania jedinou možnosťou pohybu.
Ako je to s THING AND GO v praxi
Vozík
Bežne dostupný elektrický invalidný vozík bude potrebné prerobiť takým spôsobom, aby jeho riadenie bolo možné nielen za pomoci ovládacích prvkov na ovládači vozíka ale aj so zariadením EPOC.
Zariadenie EPOC
Zariadenie EPOC bude nasadené na hlave používateľa vozíka, ktoré bude odosielať prijate vnemov na vývojovú dosku, ktorá následne spracuje, vyhodnotí a bezdrôtovo odošle informácie do prijímača. Po prijatí informácie na prijímači sa výkoná inštrukcia definovaného pohybu v tom prípade, pokiaľ sa na snímači požadoveného smeru pohybu neobajaví detekovanie prekážky a vozík vykoná pohyb.
Ovládanie vozíka
Ovládanie elektrického vozíka bude tvorené na pohyby dopredu, dozadu a do strán. Zároveň bude obsahovať voliteľné menu pre nastavovanie špecifikácií ovládania ako je napríklad rýchlosť. Tlačidlo stop bude riešené podržaním menu po dobu niekoľkých sekúnd prostredníctvom myšlienok. Postupne sa tento projekt môže rozšíriť aj o senzory o snímaní polohy a predchádzať tak nechceným nárazom do objektov v okolí. Prípadne nahrávanie trasy do pamäte v domoch/bytoch pre rýchlejší presun medzi miestnosťami.
Komu môže projekt pomôcť
Projekt by mohol pomôcť ľuďom po operácií a hendikepovaným ľuďom, ktorí by sa s elektrickým vozíčkom mohli presúvať prostredníctvom pomyslenia na smer pohybu. U niektorých ľudí s obmedzenou pohyblivosťou by išlo o jedinú možnú formu pohybu, pri ktorej by neboli odkázaní na pomoc personálu ani iných osôb. Naším projektom chceme prispieť do oblasti zdravotníctva novou technológiou, ktorá pomôže telesne postihnutým ľuďom dosiahnuť samostatnosť pri pohybe s vozíčkom.
Vývoj
Unikátny vozík študenti vyvinuli pod záštitou projektu Think and GO.
Ten je zameraný na podporu vzdelávania vysokoškolských študentov, najmä výskumnej skupiny Minerva pozostávajúcej z najlepších študentov STU, v ktorej sa študenti pod vedením doc. Dr. Ing. Maximiliána Strémyho a záštitou prorektora STU Dr.h.c. prof. Dr. Ing. Oliver Moravčíka venujú najnovším trendom a výskumným úlohám z oblasti aplikovanej informatiky a automatizácie v rôznych oblastiach uplatnenia.
Foto
ĎALŠIE PROJEKTY