Виртуальная реальность для жизни: в Тамбовском университете открыли лабораторию медицинских VR тренажёрных систем

Создано направление осенью 2021 года при ТГТУ. На работу «в цифре» университет получил федеральный грант в сумме 15 млн рублей ежегодно в течение трёх лет.

На здоровье 

Тамбовский технический университет и прежде занимался разработкой виртуальных тренажёрных систем. В основном это были VR технологии для химической промышленности и горнодобывающей отрасли. Как поясняет руководитель лаборатории медицинских VR тренажёрных систем Артём Обухов, федеральная поддержка позволит проводить исследования масштабнее. Одно из новых направлений — медицинские тренажёрные системы.

— Первым совместным проектом стала работа с тамбовской городской больницей № 3 по внедрению виртуальных технологий в опорно-двигательную реабилитацию пациентов. На базе медицинского учреждения используют зарубежные установки, но там нет цифровых возможностей. Поэтому с нашей стороны есть заинтересованность создать собственную установку. Поясню: у нас есть адаптивная беговая дорожка для отработки навыков в горнодобывающей отрасли. Теперь мы создаём подобную конструкцию, в основе которой такая же дорожка, но есть дополнительные манипуляторы для опорно-двигательной реабилитации, плюс виртуальная реальность, — рассказывает о новой разработке Артём Обухов.

Второй проект — работа с психиатрической больницей в области исследования фобий. По данному направлению командой лаборатории уже создана виртуальная площадка, где будет отрабатываться боязнь высоты и клаустрофобия. Как это работает? Люди надевают шлем виртуальной реальности и переносятся в лифт, который их поднимает на крышу дома. Затем его двери открываются, а человек оказывается на последнем этаже дома, откуда открывается панорама на город.

— К виртуальной площадке планируем добавить интерактив и сделать подвижную платформу, чтобы усилить ощущения человека. Для этой же цели активно применяется звуковое сопровождение — шум города, улиц, машин. Так мы сможем проверять, насколько острую реакцию на определённую фобию вызываем у человека. Сейчас обсуждаем с психиатрической больницей, как эффективнее оценивать все полученные показатели. Это актуально для тех отраслей, где людям приходится работать на высоте, — добавляет Артём Обухов.

Инновации и государство

Команда лаборатории небольшая: всего десять студентов и пять сотрудников ТГТУ. Все они — лучшие из лучших программистов и исследователей университета. По словам Артёма Обухова, условием федерального проекта было, чтобы коллектив создаваемой лаборатории формировался исключительно из молодых учёных, то есть магистрантов, аспирантов и кандидатов наук, учащихся.

Ещё одно большое направление в рамках работы лаборатории —профессиональные виртуальные тренажёры. Есть задача развиваться и в этом направлении.

— Хотелось бы сделать несколько систем для проверки профессиональной пригодности. Например, для специалистов сферы логистики. Если условно, то работа с погрузчиками и товарами. Наша задача: проверить, насколько качественно человек справляется со своими должностными обязанностями. Мы можем смоделировать в виртуальной реальности погрузчик, и приложение будет оценивать, насколько точно работает человек, как выстроен маршрут погрузчика, стоит ли что-то оптимизировать. Это будет внутренний проект университета, — уточняет руководитель лаборатории.

Около трёх лет назад тамбовские инженеры разработали VR тренажёр, который имитирует нештатные ситуации в шахтах. Система состоит из шлема виртуальной реальности, электронного аналога самоспасателя и беговой дорожки с изменяемым углом наклона. В прошлом году проект был презентован на ежегодной национальной выставке «ВУЗПРОМЭКСПО». Это ключевое мероприятие для построения эффективных коммуникаций между научно-образовательным сообществом, государством и бизнесом.

— Выставка является площадкой для ярких премьерных показов новых разработок в научно-технологической сфере, обсуждения лучших практик инновационной и образовательной деятельности, принятия стратегических решений по всем направлениям российской науки. С учётом полученных от экспертов замечаний и пожеланий дорабатываем направление. Учитываем и развитие технологий, произошедшее с момента создания тренажёрного комплекса, чтобы внедрить самые современные инструменты. Это уже будет не экспериментальная научная разработка, а полноценный коммерческий продукт. Стремимся в ближайшие месяцы сделать законченное решение.

В отличие от большинства аналогичных тренажёров разработка тамбовских учёных оснащена реалистичной моделью дыхательного аппарата. Именно эта модель легла в новую идею — создание тренажёра для оценки состояния пациента после перенесённого коронавирусного заболевания. Пока, конечно, проект только на бумаге, но говоря об актуальности направления, возможно, в самое ближайшее время разработчики возьмутся и за его реализацию.

Поддержка «молодых» идей

— Тренажёр для оценивания состояния после перенесённого коронавируса позволит собрать много дополнительной информации о пациенте. Речь о лёгочной активности, в том числе о глубине вдоха и в целом частоте дыхания. Всё это позволит оценить состояние лёгких как во время болезни, так и после. Да, есть оксиметры, но медицинский прибор измеряет только концентрацию кислорода в крови, оценить, насколько разработаны лёгкие, он не может. Кроме того, имитатор позволяет усложнять процесс дыхания. На его основе можно сделать простой тренажёр для разработки дыхания, — говорит о возможных перспективах в работе Артём Обухов.

Перед специалистами лаборатории медицинских VR тренажёрных систем стоит задача, чтобы большинство разработок было коммерциализировано, а значит, внедрено в реальную жизнь. Для этого и появились совместные проекты с тамбовскими медицинскими учреждениями.

— Работая над цифровым продуктом, знаем, что делаем теперь это уже не в стол, а с пользой для людей, в нашем случае — для пациентов. В применении современных технологий и различных исследований в медицине очень заинтересовано руководство городской больницы № 3 Тамбова, в частности главный врач Александр Баранов. С их стороны появилось множество идей, которые со временем будем реализовывать. Например, займёмся созданием цифровой поддержки пациентов в период реабилитации после инсультов. Это будут разработки по принципу фитнес-трекеров, но с учётом постневрологической реабилитации, то есть цифровая медицина, — поясняет Артём Обухов.

— Для презентации новых разработок сегодня в стране существует несколько площадок и крупных выставок. У нас есть большая поддержка со стороны «Ростеха» — государственной корпорации по содействию разработке, производству и экспорту высокотехнологичной промышленной продукции и НОЦ «Инженерия будущего» — научно-образовательного центра мирового уровня, призванного объединить науку и реальный сектор экономики.