Мероприятие проводится в рамках проекта «Таланты для космоса» — федеральной программы интерактивных просветительских мероприятий для молодых людей, которые пробуют себя в инженерных, технологических и исследовательских задачах.
Н‑01 «Нейропротезирование» — практическое задание Республиканского онлайн-марафона «Азбука будущего» программы «КосмоАлтай».
Нейропротез помогает восстановить утраченную функцию, принимая сигнал от человека, преобразуя его в команду и передавая действие искусственному устройству. В сложной системе важна и обратная связь: человек должен понимать, что устройство сделало и с какой силой взаимодействует с предметом.
Команде предстоит смоделировать работу нейропротеза без медицинского оборудования. Участники разработают систему из пяти звеньев: намерение человека, сигнал, распознавание команды, действие протеза и обратная связь. Затем команда проведёт испытание модели, создаст помеху или ошибочную команду и покажет, как система обнаруживает и исправляет ошибку.
Для выполнения задания достаточно бумаги, карточек, доступных материалов и безопасного бытового предмета. Подключать электрические устройства к телу, использовать электроды, проводить медицинские процедуры или эксперименты запрещается.
Ситуация
Участнику будущей лунной экспедиции необходимо устройство, которое поможет восстановить утраченную двигательную функцию. Обычного механического протеза недостаточно: система должна понимать намерение человека, выполнять нужное действие и сообщать ему о результате.
Инженерной команде поручено разработать понятную модель такой системы и проверить, насколько надёжно она передаёт команды.
Что нужно сделать
Выберите одну функцию, которую должен выполнять нейропротез. Например:
– захватывать и отпускать предмет;
– поворачивать кисть;
– нажимать кнопку;
– удерживать инструмент;
– определять силу сжатия.
Составьте схему из пяти обязательных звеньев:
намерение человека → сигнал → распознавание команды → действие протеза → обратная связь.
Придумайте не менее трёх команд для управления моделью. Для передачи команд можно использовать цветные карточки, жесты, звуки, символы или другую понятную систему.
Распределите роли между участниками. Например:
– «человек» формирует команду;
– «датчик» принимает сигнал;
– «процессор» распознаёт команду;
– «протез» выполняет действие;
– «обратная связь» сообщает о результате.
Один участник может выполнять несколько ролей.
Проведите не менее трёх испытаний системы. Во время одного из испытаний специально создайте помеху: покажите нечёткую команду, измените сигнал или передайте противоречивую информацию.
Объясните, как система обнаружила ошибку и что необходимо изменить, чтобы сделать управление более надёжным.
Сформулируйте не менее трёх правил безопасного и ответственного применения нейропротеза.
Что представить
Разместите в одной папке на Яндекс Диске или Google Диске:
Схему работы системы на одной–трёх страницах. На схеме должны быть показаны все пять звеньев, три команды и способ передачи обратной связи.
Видео продолжительностью до четырёх минут. В видео необходимо показать:
– разработанную модель;
– выполнение не менее трёх команд;
– работу обратной связи;
– испытание с помехой или ошибкой;
– способ исправления обнаруженной проблемы.
Вместо устного объяснения в видео можно приложить отдельную аудиозапись продолжительностью до четырёх минут.
Ограничения и безопасность
– Задание выполняется только в форме безопасной модели или ролевой демонстрации.
– Запрещено подключать к телу электроды, провода и самодельные электрические устройства.
– Запрещено использовать электрический ток для воздействия на мышцы или нервную систему.
– Не проводите медицинские процедуры и опыты на людях или животных.
– Не используйте реальные медицинские данные и сведения о здоровье участников.
– Для испытания выбирайте лёгкий и безопасный предмет.
– Не выдавайте разработанную модель за настоящее медицинское устройство.
Обязательные критерии зачёта
В представленных материалах должны быть подтверждены:
Выбрана конкретная функция нейропротеза.
Показана полная цепочка из пяти звеньев: намерение, сигнал, распознавание, действие и обратная связь.
Разработано не менее трёх различимых команд.
Продемонстрировано выполнение не менее трёх команд.
Показан способ передачи обратной связи человеку.
Проведено испытание с помехой или ошибочной командой.
Объяснено, как обнаружить и исправить ошибку.
Сформулировано не менее трёх правил безопасного и ответственного применения.
Ссылка открывается без запроса доступа, а схема и видеозапись доступны для просмотра.
Мероприятие проводится как часть комплекса интерактивных просветительских мероприятий в рамках всероссийского празднования Дня космонавтики