Министерство науки и высшего образования Российской Федерации представило результаты Всероссийского рейтинга «ТОП-1000 университетских стартапов». Проект «Бионический протез руки» студента шестого курса кафедры проектирования и эксплуатации металлургического оборудования МГТУ им Г. И. Носова Богдана Макарова занял в нем 279-е место, сообщает пресс-служба университета.
Идея проекта появилась у студента еще в школьные годы, когда он посещал НПО «Андроидная техника» и трудился там оператором промышленного 3D-принтера.
«Я был тесно связан с изготовлением деталей из пластика для робота Федора и других проектов компании. В это время и возникла идея создания и разработки бионического протеза руки, мне очень нравится жанр «Киберпанк», в нем полностью раскрыта тема искусственных конечностей и других превращений с помощью техники, вот с 2018 года и зародилась эта идея в моей голове. В 2019 году я уже поступил в университет на специальность «Проектирование технологических машин и комплексов», а в НПО «Андроидная техника» меня перевели на должность конструктора, и уже я начал заниматься непосредственно 3D-моделями и разработкой конструкторской документации. В то время я пробовал развивать самостоятельно тему с протезами, но из-за нехватки опыта и небольшого возраста, мне было 17 лет, не очень получалось», – вспоминаетБогдан Макаров.
Юноша со своей идеей неоднократно участвовал в различных конкурсах, но пройти в финальный этап не получалось. Удача молодому человеку улыбнулась в 2024 году, когда объявили набор заявок на студенческие стартапы, который проходил при поддержке Фонда содействия инновациям.
«Уже туда я отправил свою заявку, она прошла и на финальном этапе, он у нас проходил дистанционно, мы представляли проекты. Это уже Всероссийский конкурс. По этому конкурсу отбирались 2000 студентов, а заявок было около 9 000. После процедуры подписания договора началась работа. Мой проект – это бионический протез руки с системой управления через нейрокомпьютерный интерфейс. В современных протезах мы имеем систему управления, которая считывает сокращение мышц. Если мышца сокращена, то она отправляет сигнал на закрытие искусственной кисти, еще раз сократили – она ее раскрывает. Но эта система управления не обеспечивает достаточную точность, и по опросам людей, которые активно используют протезы именно такого типа, он им в большей степени предоставляет дискомфорт, то есть провести какие-то манипуляции трудно, а значит, протез до конца не доработан. Поэтому мы решили внедрить промежуточное звено – нейрокомпьютерный интерфейс, который представляет собой нейрогарнитуру и модуль дополненной реальности», – рассказывает изобретатель.
По словам автора нейрогарнитура похожа на шапочку, она снимает электроэнцефалограмму и выводит данные активности головного мозга. Такая технология уже разработана и доступна обычным пользователям, но, по мнению Богдана, функционал имеет скромный, урезанный.
«Для функционального прототипа мы взяли за основу нейрогарнитуру под названием Muse западного производства и хотим из нее вытащить основу - методы считывания, преобразования и обработки сигналов для того, чтобы адаптировать эти данные под наши цели, то есть применить их для реализации системы управления бионическим протезом. Модуль дополненной реальности у нас оснащен камерой с дополнительным сопроцессором компьютерного зрения и лидаром, для того чтобы нейросеть, которая как раз-таки является основным звеном этой системы управления, могла видеть то, с чем пользователь хочет провести манипуляции бионическим протезом руки. То есть оптический модуль позволяет получить картинку и облако точек этого объекта для дальнейшего построения 3D-модели, чтобы определить форму и тип этого объекта для выбора наиболее подходящего способа захвата протезом»,– пояснил студент.
Для более корректной работы изобретатель планирует связать нейрогарнитуру со смартфоном, чтобы использовать вычислительные мощности смартфона для обработки данных. По замыслу автора протез будет отвечать на импульс очень быстро.
«Мы сейчас проводим ряд исследований для определения всех параметров и возможности адаптации нейрогарнитуры для системы управления бионическим протезом. Мы определили, что она в реальном времени корректно считывает активность на конкретно заданных участках. Наш образец точно считывает моргание человека и активность мышц лица, то есть улыбку и остальные базовые эмоции. Наша задача отсеять ненужные сигналы, например, больше сделать упор на показатель концентрации человека. При взгляде на объект человек должен немного сконцентрироваться на нем, чтобы условно подтвердить выбор именно этого объекта – именно это мы считываем, а уже дальше идет все по алгоритму»,– уточнил Богдан.
В дальнейшем начинающий ученый планирует развивать свой проект и рассматривает возможность внедрения метода подключения модулей к нервной системе человека. По словам автора, это позволит получить наибольшую точность считывания и полностью восполнить утраченные функции конечностей человека, а также реализовать обратную связь с протезом, то есть максимально приблизить искусственную конечность к биологической.
По условиям гранта для реализации проекта бионического протеза была открыта компания, куда сейчас активно ведется набор сотрудников. Автор проекта приглашает заинтересованных студентов присоединяться к команде для совместной разработки протеза будущего. Заявку можно отправить на официальную почту -info@nexuscorp.ru.
Функциональный прототип будет представлен уже в октябре 2025 года.
Фото предоставил Богдан Макаров из личного архива.