Biomechanikai ieško sprendimų kaip įveikti fizinę negalią
Netolimoje ateityje nebebus tokio dalyko kaip fizinė negalia. Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VILNIUS TECH) Biomechanikos inžinerijos katedros mokslininkai jau daugybę metų kuria sprendimus, kurie padeda žmonėms su negalia, o šiuo metu vykdomi pažangūs moksliniai tyrimai ir plėtojamos naujos technologijos leidžia tikėtis proveržio. Sprendimų ieško ir mokslininkai visame pasaulyje: neseniai Šveicarijos mokslininkai žemiau juosmens paralyžiuotam žmogui padėjo pakilti iš vežimėlio – elektroninių implantų ir pažangių algoritmų dėka buvo sukurtas ryšys (skaitmeninis tiltas) leidžiantis apeiti traumą ir po daugiau nei dešimtmečio vėl valdyti apatinę kūno dalį. Pasak VILNIUS TECH mokslininkės doc. dr. Kristinos Daunoravičienės, smegenų bei kompiuterio sąsaja yra daug žadanti mokslinių tyrimų kryptis.
„Mokslininkai turi daug sumanymų, vykdo projektus, eksperimentus, kad sukurtų smegenų ir kompiuterio sąsają, kurios dėka būtų galima, pavyzdžiui, valdyti objektą per atstumą. Daug metų kalbame apie žmonių su negalia vežimėlius, valdomus smegenų biosignalais, bet šiandieniniai prototipai dar nėra prieinami visiems. Įgyvendinti projektai pademonstravo tokią galimybę, bet kiekvienam asmeniui reikėtų kurti individualizuotą sąsają, atitinkančią kiekvieno savitą situaciją ir poreikį. Žmogaus smegenų plastiškumas nėra vienodas, tad negalime turėti vienos sąsajos, kuri tiktų visiems“, – teigia K. Daunoravičienė.
Pasak mokslininkės, biosignalai gali būti klasifikuojami pradedant jų prigimtimi ir baigiant informacija, kurią perduoda. „Biosignalų yra įvairiausių, bet dažniausiai kalbame apie bioelektrinius signalus ir jų prigimtį. Bioelektriniai signalai yra elektros srovės, kurias sukuria elektros potencialų skirtumai audiniuose, organuose ar ląstelėse, pavyzdžiui, nervų sistemoje. Smegenų biosignalus nėra lengva tiksliai išmatuoti ir analizuoti pirmiausiai dėl to, kad patys signalai yra labai silpni ir reikalauja tikslių techninių stiprinimo ir filtravimo sprendimų. Be to, dideliam duomenų kiekiui apdoroti ir analizuoti reikia didelių kompiuterinių išteklių ir specialių duomenų analizės žinių bei kompetencijų. Vis dėlto smegenys yra žmogaus valdymo centras, tad labai domina įvairių sričių mokslininkus“, – sako docentė.
Mokslininkės teigimu, biosignalas perduoda unikalią informaciją, o už veiklą atsakingi neuronai, kurie komunikuoja tarpusavy – tai sistema sudaryta iš jungčių ir grįžtamųjų ryšių. Kiekvieną kartą kai išmokstame ką nors nauja, sukuriame naują neuronų kelią, naujus tarpusavio ryšius. Mūsų smegenų struktūra keičiasi kiekvieną kartą, kai mokomės, taip pat kiekvieną kartą, kai atsiranda nauja mintis ar atmintis, sukuriama patirtis. Smegenys unikalios tuo, kad jos kaupia patirtį ir dėl to mes daug dalykų darome automatiškai. „Kalbant apie ligas, kaip išsėtinė sklerozė ar Parkinsono liga, dėl neuronų pakitimo, signalai nebekeliauja taip pat ir ten, kur turėtų keliauti, todėl kol kas šios ligos nėra pagydomos, nes negalima atkurti biologiškai susiformavusių jungčių, bet mokslininkai ras būdų tai išspręsti“, – sako K. Daunoravičienė.
Docentė tvirtina, kad ateityje ne tik paralyžiuoti asmenys galės atstatyti judėjimo funkciją, bet ir daug dalykų bus susiję su biosignalų įveiklinimu įvairiose srityse. Pavyzdžiui, šiuo metu komercinės biometrinės autentifikavimo sistemos naudoja pirštų antspaudų, balso, veido, eisenos atpažinimą, tačiau tokius asmens tapatybės nustatymo metodus galima suklastoti, tad šiandien biosignalai gali būti panaudoti ir kaip pažangi identifikavimo sistema. Greit nebus jokia naujiena, kad atrakinsime užraktą, tarkim, savo unikaliu raumens aktyvumo modeliu. Tokį biosignalą suklastoti jau žymiai sunkiau, tad ir autentifikavimo metodas atsparesnis dubliavimui, o saugumo lygis aukštesnis.
Mokslininkei gilintis į biosignalus ar kurti pažangias technologijas padeda ir aktyvūs biomechaniką studijuojantys studentai, tik, docentės teigimu, jų galėtų būti žymiai daugiau, nes reikia įvykdyti dar daug tyrimų įvairiose srityse, kad pagaliau įveiktume fizinę negalią. „Gaila, kad šiandien dar toli gražu ne visi žino apie Biomechaniką arba Biomedicinos inžineriją, kokia tai įdomi, plati ir neišsemiama sritis, aktuali žmonėms ir prisidedanti prie gyvenimo kokybės gerinimo“, – sako mokslininkė.
