Российские ученые создали "нейробалалайку", передающую мысли на расстоянии
В Институте живых систем Балтийского федерального университета имени И. Канта недавно завершили работу над нейроприбором под названием "Балалайка" (Balalaika), предназначенным для регистрации различных электрофизиологических параметров. Впервые в одном устройстве, с нуля разработанном в России, совмещены электроэнцефалография, электромиография (измерение электроактивности мышечных волокон), электроокулография (измерение биопотенциалов во время движения глаз), фотоплетизмография (регистрация кровяного потока) и регистрация поверхностной температуры с целью создания мозг-компьютерного интерфейса по передаче управляющих сигналов механическому устройству (экзоскелет, инвалидная коляска, компьютерная игра).
Проект выполнен в сотрудничестве с Министерством образования и науки России в рамках соглашения с БФУ имени И. Канта.
Что касается названия аппарата, то оно было выбрано разработчиками по примеру чипа из цикла романов "Анклавы" писателя-фантаста Вадима Панова. В его произведениях описывается недалекое будущее, в котором бурным цветом расцветают нано- и цифровые технологии. Землю населяют киборги. Практически у каждого в затылочную часть головы вживлен специальный чип, который наделяет его владельца новыми способностями. Этот треугольный чип назван писателем "Балалайка". В него можно загрузить множество облегчающих жизнь программ – от всех возможных словарей до путеводителей по городам и музеями.
Демонстрация управления роботизированной рукой «Балалайкой» с помощью ЭМГ сигнала.Как говорит руководитель проекта, заместитель директора института Наталья Шушарина, среди разработчиков в БФУ имени И. Канта много поклонников творчества Вадима Панова, но в отличие от фантастического прибора, придуманного им, реальное устройство, собранное в Институте живых систем, не имеет треугольной формы. "Слово "балалайка"", – говорит она, – "звучное и запоминающееся, а к музыкальному инструменту наше устройство имеет такое же отношение, как продукция "Apple" к яблокам. Но, как мы надеемся, название даст нам возможность быть легко узнаваемыми на мировом рынке".
Нужно отметить, что "Балалайка" – это не первый прибор такого рода, который разрабатывался в Институте живых систем, однако этот, по словам ученых, отличается от предыдущих примерно так же, как кнопочный сотовый телефон отличается от "айфона" последней модели.
С помощью нейроприбора "Балалайка" можно играть в компьютерные игры без помощи рук, управлять инвалидной коляской или экзоскелетом. Если человек плохо себя чувствует и не может сходить в поликлинику, чтобы снять электропоказатели, он может самостоятельно сделать это дома, переслав потом результаты врачу.
"Сейчас наши специалисты, среди которых нужно назвать, прежде всего, главного инженера "Балалайки" Данила Борчевкина, работают над аватаром", – рассказывает директор Института живых систем Максим Патрушев. – "Так мы называем устройство, которое управляется издалека. Условно говоря, мы руку подняли, и стоящий вдалеке робот тоже руку поднял. Пока, участвуя в различных выставках и соревнованиях, мы ни разу не видели другого полностью российского, созданного с нуля, как у нас, нейроприбора", – продолжает Патрушев. – "Разумеется, есть компании, которые, например, используют американский управляющий элемент и немецкую шапочку с электродами. Но так, чтобы это была целиком отечественная разработка, – с таким мы пока не сталкивались".
Шапочка с электродами для регистрации ЭЭГПолученные учеными из БФУ имени И. Канта результаты позволяют заключить, что совместное использование ЭЭГ-, ЭОГ- и ЭМГ-сигналов улучшают точность интерпретации планируемой и реальной физической активности. Не зависящие от мышечной работы сигналы ЭЭГ являются дополнительным идентификатором, который можно использовать в роботизированной технике. Предполагается, что доработка системы и одновременное использование разных физиологических сигналов позволит приблизить точность классификации и безошибочного управления устройствами посредством силы мысли к 100 процентам.
Это, безусловно, создаст конкурентные преимущества перед зарубежными разработками и откроет новые окна возможностей отечественному рынку устройств для реабилитации людей с болезнями двигательной системы.
БФУ имени И. Канта – участник государственной программы поддержки крупнейших российских вузов "Проект 5-100". Программа была запущена Министерством образования и науки России в соответствии с указом Президента России "О мерах по реализации государственной политики в области образования и науки" для обеспечения качественного прорыва по повышению конкурентоспособности ведущих российских университетов.