Исследователи Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус» разрабатывают принципиально новую неинвазивную технологию, способную передавать тактильные ощущения — тепло, давление, текстуру.
Проект, получивший название «Искусственное осязание», открывает путь к созданию нового поколения нейроинтерфейсов, которые позволят буквально «чувствовать» виртуальные объекты. Прототип тактильного стимулятора был представлен Президенту России Владимиру Путину во время его визита в лабораторный комплекс Научно-технологического университета «Сириус».
Работа ведётся в рамках трёхлетнего исследовательского проекта при поддержке федеральной территории «Сириус». Команда под руководством Бориса Сагалаева уже представила первый прототип мультимодального тактильного стимулятора «Осязайка», который является исследовательской платформой для фундаментального изучения работы соматосенсорной системы. Прибор нужен, чтобы понять, чем отличается нейронная активность в мозге при искусственной стимуляции от активности при естественном прикосновении. Это понимание станет основой для будущего устройства, способного воспроизводить сложные ощущения прикосновения без хирургического вмешательства и неприятного покалывания, характерного для традиционных электростимуляторов.
«Наша цель — сделать нейротехнологии интуитивными и доступными для каждого. Мы хотим, чтобы человек мог не только видеть и слышать виртуальный мир, но и чувствовать его. Это не имплант, не хирургия — это технология, встроенная в привычные устройства: сенсорные экраны, VR-перчатки, тактильные панели», — объясняет руководитель проекта Борис Сагалаев, руководитель молодёжной группы Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус».
Современные технологии тактильной стимуляции имеют множество ограничений: низкое пространственное разрешение, громоздкость или неприятные ощущения при использовании. Разработка учёных Университета «Сириус» решает эти проблемы за счёт нового принципа активации кожных рецепторов. Высокочастотные электрические импульсы (более 333 Гц) вызывают десинхронизированную активность механорецепторов — ту самую, что характерна для естественного прикосновения, благодаря чему человек перестаёт ощущать покалывание. Для создания полного тактильного образа, включая ощущение температуры, в перспективной технологии рассматривается применение инфракрасного излучения, которое будет точечно воздействовать на терморецепторы кожи.
Учёные планируют изучить, как именно сенсорная информация кодируется периферическими нейронами и интерпретируется мозгом — вопрос, который до сих пор остаётся одной из ключевых загадок нейрофизиологии. Для этого учёные сделали «Осязайку» совместимой с методами электроэнцефалографии, магнитоэнцефалографии и функциональной МРТ, что позволит впервые получить полную картину работы мозга при искусственно созданных ощущениях.
В течение трёх лет команда планирует пройти четыре ключевых этапа:
● Компьютерное моделирование процессов активации нервных окончаний для теоретического обоснования подхода;
● Создание прототипов гибридных оптоэлектродов и их испытание;
● Эксперименты на животных моделях для проверки безопасности и эффективности технологии;
● Психофизические исследования с участием добровольцев для подтверждения естественности создаваемых ощущений.
«Если XX век научил нас передавать звук и изображение, то XXI век — это век осязания. Мы стремимся к тому, чтобы человек мог почувствовать тепло ладони при виртуальном рукопожатии или текстуру предмета, который существует только на экране», — говорит Борис Сагалаев.
По словам исследователей, потенциал технологии выходит далеко за пределы медицины. Её можно будет использовать в виртуальной и дополненной реальности, промышленных интерфейсах и дистанционном образовании. В будущем разработка может помочь вернуть ощущения людям, утратившим конечности.
В рамках проекта учёные планируют не только доказать принципиальную реализуемость технологии, но и внести вклад в фундаментальные знания о механизмах соматосенсорного восприятия.
Проект, получивший название «Искусственное осязание», открывает путь к созданию нового поколения нейроинтерфейсов, которые позволят буквально «чувствовать» виртуальные объекты. Прототип тактильного стимулятора был представлен Президенту России Владимиру Путину во время его визита в лабораторный комплекс Научно-технологического университета «Сириус».
Работа ведётся в рамках трёхлетнего исследовательского проекта при поддержке федеральной территории «Сириус». Команда под руководством Бориса Сагалаева уже представила первый прототип мультимодального тактильного стимулятора «Осязайка», который является исследовательской платформой для фундаментального изучения работы соматосенсорной системы. Прибор нужен, чтобы понять, чем отличается нейронная активность в мозге при искусственной стимуляции от активности при естественном прикосновении. Это понимание станет основой для будущего устройства, способного воспроизводить сложные ощущения прикосновения без хирургического вмешательства и неприятного покалывания, характерного для традиционных электростимуляторов.
«Наша цель — сделать нейротехнологии интуитивными и доступными для каждого. Мы хотим, чтобы человек мог не только видеть и слышать виртуальный мир, но и чувствовать его. Это не имплант, не хирургия — это технология, встроенная в привычные устройства: сенсорные экраны, VR-перчатки, тактильные панели», — объясняет руководитель проекта Борис Сагалаев, руководитель молодёжной группы Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус».
Современные технологии тактильной стимуляции имеют множество ограничений: низкое пространственное разрешение, громоздкость или неприятные ощущения при использовании. Разработка учёных Университета «Сириус» решает эти проблемы за счёт нового принципа активации кожных рецепторов. Высокочастотные электрические импульсы (более 333 Гц) вызывают десинхронизированную активность механорецепторов — ту самую, что характерна для естественного прикосновения, благодаря чему человек перестаёт ощущать покалывание. Для создания полного тактильного образа, включая ощущение температуры, в перспективной технологии рассматривается применение инфракрасного излучения, которое будет точечно воздействовать на терморецепторы кожи.
Учёные планируют изучить, как именно сенсорная информация кодируется периферическими нейронами и интерпретируется мозгом — вопрос, который до сих пор остаётся одной из ключевых загадок нейрофизиологии. Для этого учёные сделали «Осязайку» совместимой с методами электроэнцефалографии, магнитоэнцефалографии и функциональной МРТ, что позволит впервые получить полную картину работы мозга при искусственно созданных ощущениях.
В течение трёх лет команда планирует пройти четыре ключевых этапа:
● Компьютерное моделирование процессов активации нервных окончаний для теоретического обоснования подхода;
● Создание прототипов гибридных оптоэлектродов и их испытание;
● Эксперименты на животных моделях для проверки безопасности и эффективности технологии;
● Психофизические исследования с участием добровольцев для подтверждения естественности создаваемых ощущений.
«Если XX век научил нас передавать звук и изображение, то XXI век — это век осязания. Мы стремимся к тому, чтобы человек мог почувствовать тепло ладони при виртуальном рукопожатии или текстуру предмета, который существует только на экране», — говорит Борис Сагалаев.
По словам исследователей, потенциал технологии выходит далеко за пределы медицины. Её можно будет использовать в виртуальной и дополненной реальности, промышленных интерфейсах и дистанционном образовании. В будущем разработка может помочь вернуть ощущения людям, утратившим конечности.
В рамках проекта учёные планируют не только доказать принципиальную реализуемость технологии, но и внести вклад в фундаментальные знания о механизмах соматосенсорного восприятия.
