Проекты

Образовательный стенд «Бионический протез»

Работа призера открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «IT в медицине, биомедицинские технологии, медицинское приборостроение, бионика» среди работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Биоинженерия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 548 «Царицыно»
Предметы: Биология, Химия, Информатика, Программирование
Классы: 8 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Потеря любой конечности для человека — это большая проблема. До недавнего времени протезы прикреплялись к человеческому телу механически и не имели никакой связи с нервной системой.

В настоящее время самым перспективным и распространённым методом управления бионическими протезами считается считывание электрических потенциалов с мышц культи – электромиография.

Цель проекта

Создание бионической модели руки человека (бионический протез), которой можно было бы управлять с помощью электромиограммы (биоэлектрических потенциалов мышц).

Задачи

Сборка и программирование доступного бионического протеза для использования модели в качестве образовательного стенда, позволяющего демонстрировать принципы работы бионических протезов и учиться программировать их (производить программную обработку сигнала ЭМГ), тестировать удобство использования данной технологии для управления объектами.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • 3D-принтер Picaso Designer X

  • Микроконтроллерная плата Arduio Uno

  • Плата расширения для подключения сервоприводов и датчиков

  • Сервоприводы

  • Датчики электромиограммы (ЭМГ)

  • Медицинские электроды

  • Аккумуляторы

  • ПО: Arduino IDE, BiTronics Studio, SolidWorks

Описание работы

1. Изучение необходимой литературы по физиологии, электрофизиологии.

2. Работа над прототипом бионического макета, печать на 3D-принтере.

3. Работа с датчиками электромиограммы – крепление электродов (отведение).

4. Написание программы для бионического макета, обработка сигнала ЭМГ.

5. Тестирование полученного устройства.

Результаты работы

В результате работы был получен полностью рабочий стенд бионического макета руки, управляемый с помощью ЭМГ-сигналов.

Перспективы использования результатов работы

Стенд был спроектирован и изготовлен для возможности использования в образовательных целях (изучение регистрации и обработки биосигналов человека), создания человеко-машинных интерфейсов. Проект может быть использован для обучения и демонстрации в различных областях: биология, электрофизиология, программирование, информатика.

Награды/достижения

Конференция «Силаэдр» 2019 – 2 место.

XVI Балтийский научно-инженерный конкурс 2020 – 3 место.

Особое мнение

«Участие в конференции позволяет представить нашу инженерную работу, получить опыт участия в конференциях и конкурсах подобного уровня, ознакомиться с мнениями экспертов, получить возможность практического применения нашего проекта»