Открытие тульских учёных поможет усовершенствовать экзоскелеты

Высшую оценку салона изобретений «Архимед - 2020» получил проект «Компенсационный акселерометр с повышенной точностью измерения параметров движения различных объектов», выполненный коллективом Института высокоточных систем им. В.П. Грязева и Медицинского института ТулГУ. В числе авторов – профессор кафедры «Приборы и биотехнические системы» Н.Л. Коржук, доцент той же кафедры В.В. Кулешов, инженер Медицинского института ТулГУ Л.В. Кузовлев, студент Института прикладной математики и компьютерных наук ТулГУ В. Кулешов и студент Медицинского института ТулГУ В. Коржук.

Создана математическая модель компенсационного акселерометра с доказанной эффективностью. По словам исследователей, предложенные решения могут найти применение в системах ориентации, стабилизации и навигации подвижных объектов, в частности экзоскелетов. Разработка отмечена рядом патентов.

Результатом проекта стало повышение чувствительности и точности устройства, что позволяет определять положение корпуса и частей тела человека в экзоскелете, сохранять вертикальное положение, контролировать мельчайшие отклонения в производимых движениях. Это открывает новые возможности для диагностики и раннего начала терапевтических мероприятий в отношении возможных повреждений как относящихся к центральной нервной системе, так и к периферическим нервам.

- Благодаря полученным данным и методам машинного обучения и анализа, появилась возможность определять частные случаи аномалии работы отдельных мышц или групп мышц, а также вырабатывать оптимальные алгоритмы распределения нагрузки и восстановления, которые могут быть сразу же применены в параметрах работы экзоскелета, - комментирует В. Коржук.

Помимо этого данный комплекс может быть применён для перемещения и эвакуации в экстренных ситуациях пациентов с травмами позвоночника, в случае когда любое неосторожное движение может привести к усугублению повреждений и, в дальнейшем, возможному развитию инвалидности. Благодаря высокой точности датчиков и низким задержкам возможна компенсация потенциально опасных динамических воздействий, чего практически невозможно добиться медицинскому персоналу без специфического оборудования.

Этим сфера применения новых схем акселерометров не ограничивается. Имеет смысл рассмотреть их как новый интерфейс управления экзоскелетами для работы в экстремальных условиях под высоким давлением, например при глубоководных погружениях, или под воздействием перегрузок 3g и более.