Портал №1 в России по проблемам людей с инвалидностью

Архив:

Система Tongue Drive: "Язык до Джорджии доведет"

Новая ассистивная технология, которая позволяет людям с высокой травмой или заболеваниями позвоночника управлять инвалидной коляской или курсором мыши с помощью простых движений языка недавно успешно прошла клинические испытания в Школе электротехники и вычислительной техники Технологического института Джорджии, США.

«Данное клиническое исследование показало, что система управления с помощью движений языка является понятной и достаточно простой для людей с высоким уровнем травмы спинного мозга», - сказал Мэйсам Гованлоо, ассистент профессора в Школе электротехники и вычислительной техники в Технологическом институте Джорджии. «Участники исследования имели возможность легко запомнить и правильно отдавать команды, с помощью которых могли играть в компьютерные игры и управлять инвалидной коляской с силовым приводом, причем активно объезжать вокруг препятствий даже при минимальной предварительной подготовке».

На ежегодной конференции по вопросам реабилитационной техники и ассистивных технологий обществ Северной Америки (Rehabilitation Engineering and Assistive Technology Society of North America - RESNA), состоявшейся 26 июня, исследователи сообщили о результатах первых пяти клинических испытаний Tongue Drive System, в которой используется интерфейс управления при помощи языка. Исследование проводилось в Шеперд-центре в Атланте.

В клинических испытаниях участвовали люди с тетраплегией, возникшей вследствие высоких травм спинного мозга (на уровне шейных позвонков C3-C5). Перед ними стояли задачи, связанные с управлением компьютером и передвижением на инвалидной коляске с использованием только движений языка.

В начале каждого исследования Гованлоо и его аспиранты Сюэлянь Хо и Чи-Вэнь Чэн закрепляли на языке участников исследования маленький магнит размером с рисовое зернышко при помощи тканевого клея. Движение этого магнита фиксировалось группой датчиков, расположенных в беспроводных наушниках. Эти датчики являются сенсорами магнитного поля, определяющими движение магнита с очень высокой точностью. Информация с датчиков передается на ноутбук.

Сигналы обрабатываются для определения относительного движения магнита относительно массива датчиков в реальном времени. Эта информация затем используется для контроля за перемещением курсора на экране компьютера или может заменить функции джойстика в инвалидной коляске с силовым приводом.

Подробности об исследовании в Шеперд-цетре были опубликованы в июньском номере за 2009 журнала IEEE Transactions on Biomedical Engineering.

Гованлоо говорит, что избрал такой тип интерфейса потому, что в отличие от рук и ног, которые находятся под контролем со головного мозга через спинной мозг, язык напрямую связан с головным мозг при помощи черепно-мозговых нервов, которые не страдают даже при тяжелой травме спинного мозга.

Перед началом исследования его участникам объяснили принцип использования Tongue Drive System. При этом каких-либо особых указаний не давали и предлагали участникам передвигать магнит во рту так, как им это будет удобным, но при этом необходимо было следить за движением курсора на мониторе компьютера - переместить курсор вверх-вниз, влево-вправо. Затем несколько усложнили задачу - необходимо было провести объект по лабиринту и поотбивать мячик в несложной компьютерной игре.

Затем исследователи добавили еще две команды, иммитирующие одиночные и двойные клики мыши, т.е. фактически позволили использовать основать функции компьютерной мыши. Остальные задания были примерно такими же и позволили настроить сенсоры к особенностям анатомического строения полости рта участников и их индивидуальным предпочтениям.

После перезагрузки компьютера приступили к испытаниям по вождению инвалидной коляски.

Для того, чтобы участники исследования привыкли к управлению коляской при помощи Tongue Drive System, сначала использовался дискретный режим движения - каждое движение выполнялось с остановками, т.е. вперед - стоп - поворот влево - стоп - вперед - стоп - поворот вправо - стоп и т.д.

Когда пользователи немного освоились и привыкли к управлению, перешли к тестированию в непрерывном режиме, т.е. выполнению тех же маневров, но без остановок.

Каждый участник исследования выполнил, как минимум, два раза предложенные упражнения по управлению коляской и в дискретном, и в непрерывном режиме. При этом оценивались скорость прохождения участка и количество столкновений. При использовании дискретного управления средняя скорость при обхождении пяти предметов была 5,2 метров в минуту, а среднее число столкновений - 1,8. При непрерывном режиме вождения средняя скорость была 7.7 метров в минуту, а среднее число столкновений - 2,5 раза.

При выполнении этих тестов система Tongue Drive реагировала на 6 возможных команд, однако потенциал у нее гораздо больший и она может зафиксировать гораздо большее число команд. Во всяком случае, гораздо большее, чем в Sip-n-puff устройстве, которое выступает в качестве простого переключателя, контролируемого через специальную трубочку путем вдха-выдоха.

Джон Аншультц, руководитель программ по ассистивным технологиям Шеперд-центра отметил также, что настоящая версия Tongue Drive System более эффективна и удобна в эксплуатации, чем ее предшественница, где необходимо было касаться языком специальной клавиатуры.

Разработчики Tongue Drive System говорят и о том, что в будущем размеры системы Tongue Drive можно будет уменьшить, а магнит в полости рта сделать постоянным при помощи пирсинга.

«Все участники исследования успешно завершили его, в т.ч. и по управлению инвалидной коляской без каких-либо трудностей, а это свидетельствует о том, что Tongue Drive System станет надежным помощником для тех, кто не может двигать руками и станет эффективным методом управления широким кругом устройств, которые они используют в их повседневной жизни» - сказал Гованлоо.

По материалам Georgia Institute of Technology

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ