От интерфейса к нейроплатформе

Технологии существенно обогатили и сделали удобнее нашу повседневную жизнь. С их помощью мы способны достигать большего. Мы видим, как сегодня появляется множество технологических решений, которые помогают людям с ограниченными возможностями жить полноценной жизнью.

Целью команды Galvani Bionix было создание универсального человеко-машинного интерфейса для управления экзоскелетом. О том, почему команда выпускников МФТИ выбрала именно эту социально значимую область для своего проекта Myoarm Control System, как разрабатывались сложные биотехнологические системы, а также что дала проекту победа в конкурсе Imagine Cup рассказывает руководитель команды Galvani Bionix Тимур Бергалиев. 

Когда и при каких обстоятельствах вам пришла в голову идея проекта?

Мне всегда хотелось сделать что-то глобальное – не просто получить образование и затем работать по профессии, а изменить мир, чтобы было что рассказать детям. На физтехе МФТИ я нашел единомышленников, что и способствовало запуску проекта.

Мы были вдохновлены проектом Myo-Band канадской команды Thalmic Lab – они создали умный браслет для управления жестами. Нам показалось, что идею можно трансформировать так, чтобы помогать людям с проблемами опорно-двигательного аппарата.

Это кардинальным образом изменит процесс протезирования: теперь не человек будет обучаться использованию протеза, а протез будет адаптироваться под пользователя.

Наша идея, как я считаю, очень амбициозна: мы хотим создать универсальный человеко-машинный интерфейс для управления экзоскелетом. Однако эта задача очень сложная, для ее реализации требуются фундаментальные знания в различных научных областях. Поэтому мы поступили так же, как Илон Маск со своей идеей полета на Марс: разбили процесс на ряд этапов. Так и появился проект Myoarm Control System – человеко-компьютерный интерфейс, который позволит создавать умные протезы рук, универсальная платформа для управления устройствами, основанная на регистрации поверхностных электромиографических сигналов мышц человека. Это кардинальным образом изменит процесс протезирования: теперь не человек будет обучаться использованию протеза, а протез будет адаптироваться под пользователя.

Почему вы выбрали именно эту сферу? Принято считать, что социальные проекты далеки от бизнеса, поэтому в них идут немногие.

По статистике во всем мире насчитывается порядка 10 миллионов людей с проблемами опорно-двигательной системы. Три миллиона из них – люди без руки. Только в России ежегодная потребность составляет 60 тысяч протезов рук, и их кто-то должен производить. То есть, безусловно, мы ориентированы на то, чтобы помогать людям, но это бизнес-идея, применение которой в будущем может быть существенно расширено. Экзоскелеты, к примеру, позволят изменить жизнь не только ампутантов, но и тех, кто не может передвигаться из-за каких-то серьезных травм или болезней. Это очень важное и перспективное направление, которым мы намерены заниматься. Пока процесс восстановления двигательной активности совсем не напоминает активацию костюма Железного Человека – скорее, походит на долгое ожидание в очереди. Мы же уверены, что сможем даже кое в чем обогнать Железного Человека, так как будем работать с людьми с ограничением двигательных функций.

Есть и другие потенциально перспективные варианты развития проекта, например, эффективное и органичное управление технологической средой, формирующейся вокруг человека. В других странах начинают с этим работать, но пока особых результатов никто не добился, так что ниша для развития открыта. 

Как создавался проект и какие инструменты использовались?

Мы начинали с базовых принципов – это обычные триггерные системы, которые на данный момент используются в подавляющем большинстве продуктов. Затем мы добавили паттерны двигательной активности, что позволило более гибко управлять протезом: не просто сгибать или разгибать палец, а использовать жесты. Сейчас мы подключили машинное обучение.

В процессе разработки мы использовали широкий набор инструментов, начиная от простых средств прототипирования и разработки плат, заканчивая технологиями обработки и хранения данных. Для изначальной проверки наших теорий, визуализации данных, проверки корректности работы мы применяли C#. Когда вышли на апробацию наших научных теорий для более глубокого анализа алгоритмов машинного обучения, подбора правильного алгоритма для управления, мы воспользовались облаком Microsoft Azure, которое, кстати, предоставлялось участникам Imagine Cup бесплатно. Это позволило нам, как любому ученому, работающему с большими объемами данных, обрабатывать их в облачных сервисах, а не на своем слабом компьютере. Мы получили огромные вычислительные мощности, благодаря чему работа пошла существенно быстрее и эффективнее. Очень помогла и встроенная визуализация: высокого уровня наглядности можно было добиться стандартными средствами Azure. 

Были ли трудности на старте бизнеса? Каковы были источники финансирования?

В свое время нас многие поддержали. Например, МФТИ и Runa Capital поддержали нас финансово и инфраструктурно, за что отдельное спасибо проректору МФТИ Артему Анатольевичу Воронову и аналитику Runa Capital Косте Виноградову. С такой поддержкой мы должны были побеждать! 

Что дало Galvani Bionix участие в конкурсе Imagine Cup?

Это известный технологический конкурс, многие мои друзья принимали в нем участие, и победа в нем сама по себе дает некое подтверждение работоспособности команды, что является плюсом в общении с внешним миром. Победитель получает грант, который можно потратить на развитие и доработку своего проекта – это очень важно для начинающего бизнеса, у которого зачастую есть идеи, но не хватает денег. Также очень значимой оказалась экспертная помощь профессионалов.

Imagine Cup… известный технологический конкурс, многие мои друзья принимали в нем участие, и победа в нем сама по себе дает некое подтверждение работоспособности команды, что является плюсом в общении с внешним миром.

Кроме того, участие дало нам огромный опыт командной работы. Нам пришлось в процессе подготовки научиться распределять обязанности, организовывать слаженную работу – это именно то, что нужно начинающим стартапам. Казалось бы, элементарные вопросы – кто будет выступать, а кто – готовить презентацию, как и где репетировать, что и как показывать – зачастую ставили нас в тупик, но мы сумели все проблемы решить и научиться договариваться.

Так что я бы рекомендовал всем молодым разработчикам попробовать свои силы в конкурсе. Даже если выиграть не удастся, это бесценный опыт, который, безусловно, пригодится в дальнейшем. Сейчас воплотить свою идею в жизнь не так сложно – было бы желание, терпение и трудолюбие. 

Как развивалась жизнь проекта после конкурса?

С момента участия в Imagine Cup наша команда выросла в три раза – с 4 человек до 12. Сейчас мы работаем над новым проектом – образовательной нейроплатформой BiTronics Lab. Она предназначена для изучения бионейросигналов и оснащена рядом модулей для измерения биологических показателей: например, измерения пульса, электрокардиограммы, электроэнцефалограммы, кожно-гальванической реакции и электромиограммы.

Наши решения уже внедрены в ряде школ и центров технического творчества молодежи. На Московском международном салоне образования, который пройдет в Москве в апреле этого года, мы будем представлять совместный проект с LEGO Education. Он представляет собой образовательный набор-конструктор для изучения основ робототехники, программирования и физиологии. Так что мы очень активно развиваемся и не намерены останавливаться на достигнутом. 

Интервью подготовлено по материалам Cnews.