Система для тренинга с биологической обратной связью в среде Minecraft. Обзоры проектов победителей

Дорогие друзья!

Продолжаем знакомить вас с проектами-победителями прошлого сезона конкурса ШУСТРИК:

Проект ребят заключается в создании устройства, которое считывает данные электромиограммы мышц и использует их для управления персонажем в игре Minecraft. Это нужно для снижения психофизиологического напряжения путем снятия избыточной мышечной активности.

В начале реализации проекта ребята подробно изучили тему релаксационных тренингов с применением биологической обратной связи (БОС):

💬 «В конце 50-х годов XX века американский психолог и физиолог Нил Миллер, на основе учения российского академика Ивана Петровича Павлова, разработал уникальную, не медикаментозную технологию исправления психофизиологического и эмоционального состояния пациента. Это, так называемый, метод биологической обратной связи (БОС), или БОС-тренинг, суть которого заключается в обучении пациентов произвольному управлению физиологическими процессами организма, такими, например, как частота сердечных сокращений и кровяное давление, психоэмоциональный статус.

Сегодня этот метод применяется во многих российских и зарубежных клиниках, для лечения различных психических, неврологических, хронических и других заболеваний. Данное направление активно развивается в сторону более совершенной обработки данных с тела человека, а также улучшению качества визуализируемой информации.»

Далее изучили уже существующие аналоги:

И решили использовать в качестве визуализатора игру Minecraft, так как:

💬 «Это само по себе вовлекает новых пользователей в использование метода БОС-тренинга (особенно данная визуализация мышечного состояния нравится детям — проверено на практике).

Во-вторых, Minecraft позволяет создать собственную полосу препятствий, чтобы процесс тренировки не казался однообразным. То есть можно создавать полностью свой индивидуальный полигон для каждого нового БОС-тренинга».

В качестве управляющего блока ребята взяли мини-компьютер Raspberry Pi:

💬 «Это небольшой одноплатный компьютер размером с банковскую карту. Также на нем есть предустановленный Minecraft, что позволяет нам передавать данные с датчиков прямо на сервер и там же запускать скрипт для управления персонажем.

Так как в Raspberry Pi не предусмотрена возможность считывания аналогового сигнала напрямую, мы использовали шилд Trema+Expander Hat, который, хотя и требует установки специальных библиотек, полностью справляется с данной задачей (имеет встроенный АЦП — аналогово-цифровой преобразователь).»

Для создания корпуса будущего устройства ребята использовали 3D-моделирование и печать на 3D-принтере.

В проекте также используются ЭМГ-сенсоры, которые позволяют считывать биоэлектрических сигналы с мышц оператора (электромиограмму). После считывания сигнала производится программная обработка: определение амплитуды ЭМГ-сигнала и сглаживание сигнала для управлением аватаром в игре Minecraft.

Важным блоком в итоговой презентации является слайд с перечнем навыков, которые применялись в процессе работы над проектом. У ребят с ним все в порядке: 

Как и с планами на дальнейшее развитие проекта:

💬 «В наших планах развитие данного проекта в сторону создания методического комплекса по обучению работе с БОС-тренингами и созданию своих БОС-тренингов на основе Raspberry Pi и Minecraft. Методический комплекс будет содержать подробную теоретическую и справочную информацию, обучение по работе с Raspberry Pi, сервером Minecraft (создание собственных полигонов и тренингов), обучение работе с различными электронными компонентами на Raspberry Pi (в особенности аналоговыми сенсорами биосигналов: ЭМГ, ЭКГ, пульс и т.д.). Каждый человек после приобретения нашего методического комплекса (оборудование и метод.материалы) и изучения материалов сможет создать свой БОС-тренинг в среде Minecraft.»

Остается только поздравить ребят с победой и пожелать им удачи!