Študenti vyvíjajú vozík ovládaný myšlienkami

Študenti upravili existujúci elektrický vozík a   vyvinuli softvér, ktorý umožňuje riadiť jeho pohyb myšlienkami. Bezdotykovo ovládaný vozík by mohol v budúcnosti slúžiť ľuďom po operácii a hendikepovaným ľuďom, ktorí by sa s elektrickým vozíkom mohli presúvať prostredníctvom pomyslenia na smer pohybu.

„Hľadali sme spôsob, ako zapojiť študentov do výskumu, vzbudiť v nich záujem o vedu a prepojiť ich vzdelávanie so získavaním praktických skúseností, ktoré môžu neskôr využiť v praxi a rozhodli sme sa pre projekt elektrického vozíka ovládaného myšlienkami,“ hovorí Maximilián Strémy z Ústavu výskumu progresívnych technológií trnavskej Materiálovotechnologickej fakulty STU.  Spolu s terajším prorektorom Oliverom Moravčíkom, bývalým dekanom MTF STU, vytvorili výskumnú skupinu Minerva group a skoro dva roky pracovali študenti pod ich vedením popri školských povinnostiach na prototype elektrického vozíka.

Peter Cuninka, jeden zo študentov z výskumného tímu spresňuje, že spočiatku uvažovali rôznych hračkách či dokonca trikoptére ovládanej myšlienkami, ale tento projekt vyhral, pretože bol „pre nás študentov najväčšou výzvou a mal zároveň sociálny rozmer  -  šancu pomôcť ľuďom, ak by sa dostal raz do praxe.“

Vozík reaguje na myšlienky a mozgové sigály, ktoré vznikajú pri mimike, napr. pri žmurkaní a pod. Foto: J. Bošková, MTF

Práca študentov sa uberala predovšetkým dvoma smermi -  museli upraviť samotný vozík a potom vyvinúť softvér a potrebné aplikácie na spracovanie mozgových signálov.

„Vozík sme sa snažili upraviť minimálne, naďalej zostalo zachované joystickové ovládanie, ktoré vieme prepnúť do ovládania pomocou myšlienok. Na vozíku pribudli ultrazvukové snímače, kvôli bezpečnosti, aby vozík nenarazil do prekážok a pribudla riadiaca jednotka, ktorá prijíma a spracúva výstupy zo zariadenia EPOC, ktoré má na hlave používateľ a ktoré pomocou 14 elektród sníma mozgové signály,“ vysvetľuje Peter Bystrický, ktorý mal v skupine na starosti práve úpravu vozíka. Softvér riešili najmä Andrej Mikloš a Marcel Nikmon. „Vyvinuli sme softvér, ktorý zosilňuje, spracúva a vyhodnocuje signály zo zariadenia EPOC (viac o zariadení tu) a po vyhodnotení údajov odošle informácie do zriadenia na vozíku, ktoré ovláda motory. Tiež sme vyvinuli aplikáciu, ktorá slúži používateľovi na kontrolu zvoleného smeru, tá je dostupná na počítači, alebo na mobile či tablete,“ hovorí Andrej Mikloš.

Zľava: Michal Slezák (testovanie), Filip Škoda (testovanie, zber dát), Patrik Bystrický (úprava vozíka), Maximilián Strémy (viedol skupinu), Peter Cuninka (granty), Andrej mikloš (softvér). Vo vozíku Marcel Nikmon (softvér). FOTO A. Hajdúchová, STU

Dôležitou súčasťou bolo aj testovanie, tu študenti spolupracovali so Slovenskou zdravotníckou univerzitou, doktorkou Elenou  Žiakovou, odborníčkou na neuroplasticitu. „Pomohla nám určiť, ktoré mozgové centrá sa zapájajú a sú aktívne pri akých činnostiach a spolu s ňou sme vyvíjali testovacie scenáre,“ hovorí Michal Slezák.  Dôležité bolo totiž otestovať, či sa pri konkrétnych pohyboch ľudského tela, mimike, gestách, ale pri videní konkrétnych obrázkov a pod. zapájajú u ľudí tie isté mozgové centrá, aby bolo riadenie vozíka myšlienkami použiteľné pri širokej populácií. Ako hovorí ďalší zo študentov Filip Škoda, v pláne je dokonca vytvoriť databázu EEG dát  pre lepšiu spoľahlivosť a pri spracovaní dát využili aj umelú inteligenciu. Študentov pri vývoji elektrického vozíka podporila aj spoločnosťou QINTEC a.s., a Nadácia Tatra banky.

Mozgové signály sníma 14 elektród. Foto: J. Bošková, MTF

Hlavným prínosom projektu je možnosť bezdotykového riadenia mobilných elektrických vozíkov s využitím moderných technológií a myšlienok človeka s uplatnením najmä v nemocniciach, HealthCare zariadeniach, či domovoch sociálnej starostlivosti. Zatiaľ ide o výskumný študentský projekt, ale takéto zariadenie je aktuálnou výzvou pre vývojárov nielen u nás, ale aj vo svete a určite raz bude pomáhať tým, ktorí ho potrebujú.