- Статьи
- Наука и техника
- К нейро интерес: считыватель активности мозга для VR подготовит космических туристов
К нейро интерес: считыватель активности мозга для VR подготовит космических туристов
В России создали прибор, который работает в комплекте со шлемом для считывания электрических сигналов головного мозга. Устройство дает возможность контролировать состояние человека во время его пребывания в виртуальном мире, а также изучать его реакцию на поступающие раздражители. Оно измеряет показатели стресса, концентрации, внимания, утомления и др. Это оборудование поможет создать безопасные VR-устройства для реабилитации пациентов, тренажеры и игровую гарнитуру.
Как увидеть реакцию человека на события виртуального мира
Первый в России нейроинтерфейс, который оценивает состояние головного мозга непосредственно во время сеанса виртуальной реальности, разработали ученые из Пензенского государственного университета. Об этом «Известиям» рассказали в Минобрнауки РФ. Устройство представляет собой компактный прибор, который помещается на ладони. Он работает в паре с VR-шлемом виртуальной реальности и синхронно считывает электроэнцефалографию — электрические сигналы мозга.
Пока человек погружен в цифровой мир, система отслеживает его стресс, концентрацию, утомляемость и другие параметры, связанные с работой центральной нервной системы. В это время специалист, который следит за ходом сеанса, получает данные в удобном для восприятия виде и в зависимости от них может адаптировать виртуальную среду под реакции пользователя. Разработка открывает путь к созданию безопасных и умных VR-систем. На изобретение получено свидетельство о государственной регистрации.
Справка «Известий»: электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод изучения активности головного мозга с помощью электродов, закрепленных на коже головы. Они регистрируют электрические сигналы и передают их на компьютер. Технология позволяет оценить психофизическое состояние человека, выявить нарушения в работе центральной нервной системы, а также различные заболевания.
— Представленный метод востребован, когда важно понять, как человек реагирует на те или иные ситуации в виртуальной реальности. Он помогает адаптировать параметры виртуальных сцен в режиме реального времени. Существующие решения не позволяли это сделать, поскольку VR-устройства и приборы для снятия ЭЭГ несовместимы из-за отсутствия соответствующего программного обеспечения. В нашем продукте эти проблемы решены, — поделился один из разработчиков, аспирант кафедры «Радиотехника и радиоэлектронные системы» ПГУ Александр Иванов.
Он пояснил, что нейроинтерфейс состоит из корпуса, печатной платы и электродов. Его компактные габариты не вызывают дискомфорта при совместном ношении с VR-шлемом. Центр управления устройства — это электронный модуль на основе печатной платы с микроконтроллером и встроенным программным обеспечением.
При этом ЭЭГ-данные передаются по радиоканалу на компьютер, где программный комплекс выполняет их обработку и формирует итоговые показатели. Беспроводной тип передачи данных повышает удобство и обеспечивает свободу движений пользователя. Это расширяет функциональность прибора и уменьшает помехи при регистрации, — подчеркивает Александр Иванов.
Как реабилитировать пациентов с психотравмами
По словам разработчиков, новинка найдет применение в разных сферах. Одно из направлений — реабилитация пациентов с психическими расстройствами. К примеру, с помощью нового оборудования специалист может погрузить пациента с фобией в контролируемую стрессовую среду. При этом система будет оперативно показывать, как мозг реагирует на виртуальные стимулы.
Это позволит тонко настраивать нагрузку, избегать перегрузок и объективно оценивать прогресс в лечении, что особенно важно при посттравматических расстройствах или для восстановления когнитивных функций после инсульта.
— Устройство также поможет готовить специалистов для работы в опасных условиях. Например, кандидатов в операторы дронов. Благодаря VR-комплексу их можно погрузить в стрессовую сцену, приближенную к «боевой», и увидеть, как они реагируют на различные факторы (громкие звуки, смену обстановки и т.д.), какие действия принимают в экстремальных ситуациях, — поделился заведующий кафедрой «Радиотехника и радиоэлектронные системы» ПГУ Александр Тычков.
Аналогично, продолжил он, система поможет адаптировать к нагрузкам и космонавтов, космических туристов, которым предстоит пережить непривычные перегрузки и стресс.
Вместе с тем разработка открывает возможности для дистанционного управления техникой. Например, в забоях шахт, на дне океана или на орбитальной станции. В частности, оператор, управляя исследовательским дроном через VR-шлем, может испытывать нагрузку из-за высокой ответственности. В таких случаях система сможет непрерывно отслеживать его состояние и, уловив признаки паники, отключить управление или взять на себя часть рутинных операций. Это поможет предотвратить ошибки в управлении дорогостоящей операцией.
Полезным устройство окажется и для разработчиков компьютерных игр. Оно поможет избежать переутомления, своевременно напомнив игроку о перерыве, добавил Александр Тычков.
Как готовить космических туристов
— Сегодня VR-технологии недооценены. Их воспринимают как часть индустрии развлечений, где они особого интереса не вызвали. На это указывает статистика продаж гарнитуры, игр и приложений. На самом деле эти технологии имеют большой потенциал и находят применение в подготовке пилотов самолетов, машинистов поездов, гонщиков спортивных болидов и т.п. — рассказал «Известиям» ведущий инженер Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ имени Баумана Андрей Новиков.
Вместе с тем, отметил он, в существующих компактных VR-комплексах (очки, шлемы и т.п.) устройства обратной связи имеют ограниченные возможности. А большие стационарные системы дороги и немобильны.
Вместе с тем важно понимать, что оценка профессиональных качеств не может осуществляться исключительно методами виртуальной реальности, отметила нейробиолог, директор НИИ развития мозга РУДН Вера Толченникова. По ее словам, около 25% здоровых людей страдают от киберукачивания, поэтому они продемонстрируют низкие результаты в подобных тестах. Но при этом могут быть ценными работниками.
— На множестве предприятий подобные системы используют для подготовки персонала. Например, на атомных электростанциях. В то же время такие системы имеют большой смысл для космоса. В частности, похожим образом управляли еще первым «Луноходом» в 1970 году, — рассказал заместитель заведующего научно-экспозиционным отделом Музея космонавтики Павел Гайдук.
По его мнению, одно из перспективных направлений предложенных технологий — «ручной» дистанционный контроль за процессами, как на МКС. Существует даже VR-тренажер, который имитирует перемещения по станции. Будущие космонавты могут «пощупать» станцию и понять, как ориентировать себя для пользования различными элементами.
— Устройство будет полезно для подготовки космических туристов. В нашей стране накоплен значительный опыт в этой сфере. В частности, за шесть месяцев обучили и натренировали актеров фильма «Вызов». Под задачи этой миссии даже оперативно переделали корабль, чтобы им мог управлять один космонавт, — рассказал популяризатор космонавтики и кандидат в отряд космонавтов Николас Оксман.
Однако сейчас, заметил он, отрасль перестраивается в связи с принятым решением о создании новой национальной орбитальной станции на среднеширотной орбите. Это откладывает проекты космического туризма на отдаленную перспективу.
