Создание робота-тренажёра для обучения распознаванию симптомов инсульта

Завершен

Идея проекта

Инно Янг 17
Полное название проекта
Создание робота-тренажёра для обучения распознаванию симптомов инсульта
Руководитель
Елизавета Васина
Заявлен
9 ноября 2017, 06:07
Категории проекта
  • Young
  • Inno
  • Дизайн
  • Материалы
  • Механика
  • Электроника
  • На конкурс «InnoMake» 2017
  • Fusion 360
  • СОЗДАВАЙ!
  • IV ступень
  • На конкурс «Реактор» 2018
Ключевые слова проекта
  • образование
  • робот
  • антропоморфная робототехника
  • медицинская кибернетика
Площадка конкурса
Нейролабс
Закрыт
9 ноября 2017, 19:16

Замысел продукта

Проект представляет собой антропоморфного робота (т.е. робота с портретным сходством) с программным обеспечением, в котором задаются сценарии его поведения.
Робот предназначен для демонстрации некоторых симптомов инсульта. Лицо и мимика робота в высокой степени схожи с человеческими, что позволяет реалистично изобразить такие признаки как асимметрия лица (например, при попытке улыбнуться или оскалить зубы), птоз (опущение верхнего века), косоглазие, сужение или расширение одного зрачка, девиация языка.
Существуют такие признаки, которые физиологически невозможно показать на примере специально обученных актеров, как это сейчас распространено в медицинском обучении, мой проект позволяет решить эту задачу.
С помощью этого робота можно проводить демонстрационное обучение студентов медицинских образовательных учреждений. Ни для кого не секрет, что для того, чтобы быть успешным врачом, необходимо иметь большой практический опыт и уметь с первых проявлений распознать болезнь. Именно для того, чтобы без риска для пациентов выработать все необходимые навыки, умения и получить соответствующие знания, создан этот антропоморфный робот-симулятор.

Технология реализации замысла

Для достижения антропоморфности робота основным материалом при создании «кожи» является жидкий двухкомпонентный силикон, обладающий свойством быстрого отвердевания, а также специальные добавки. Конструкция под «кожей» состоит из электротехнической оснастки, содержащей платы, двигатели, провода и другие элементы, и черепа, напечатанного на 3D принтере, включающего в себя «толкатели» и подвижные детали. Для демонстрации симптомов инсульта используется специальное программное обеспечение, в котором задаются сценарии поведения робота.

Результаты проекта

В результате проекта получен конечный продукт - робот для обучения студентов мед. учреждения. Лицо и мимика робота в высокой степени схожи с человеческими, что позволяет реалистично изобразить такие признаки как асимметрия лица (например, при попытке улыбнуться или оскалить зубы), птоз (опущение верхнего века), косоглазие, сужение или расширение одного зрачка.
Этот продукт актуален в настоящее время, когда больные поставлены "на поток" и студентам не уделяют достаточно времени на практику с пациентом, на отработку диагностики и пр.

Презентация

Васина Елизавета.pdf

Галерея проекта

План проекта

Лидер проекта
Елизавета Васина
1

Выбор симптомов для демонстрации

Исполнитель:
Елизавета Васина
Срок:
задача уже завершена
Статус:
выполнена

Описание и инструкции

1. Изучить симптоматику инсульта.
2. Выбрать те симптомы, которые невозможно динамически продемонстрировать с использованием человеческих ресурсов.
3. Проанализировать и решить какие из выбранных симптомов можно показать при помощи робота.

Ключевые слова задачи

  • инсульт
  • симптомы

Компетенции

  1. владеть культурой мышления, быть способным к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения
  2. уметь логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь, быть способным в письменной и устной речи правильно (логически) оформить результаты мышления
  3. быть готовым к кооперации с коллегами, работе в коллективе
  4. быть способным и готовым к соблюдению прав и обязанностей гражданина
  5. быть способным и готовым использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
  6. использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы
  7. владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией
  8. владеть планированием эксперимента, обработкой и представлением полученных результатов
  9. участвовать в разработке технологических проектов в составе авторского коллектива
  10. владеть навыками организационно-управленческой работы в малых коллективах

Приложенные файлы

    2

    Разработка внешности робота

    Исполнитель:
    Елизавета Васина
    Срок:
    задача уже завершена
    Статус:
    выполнена

    Описание и инструкции

    1. Работа по созданию внешности робота с учётом выбранных симптомов для демонстрации.
    2. Создание деталей внешности с учётом конструкции и симптомов.

    Ключевые слова задачи

    • скульптура
    • антропоморфная робототехника

    Компетенции

    1. владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения
    2. умеет логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь
    3. готов к кооперации с коллегами, работе в коллективе
    4. умеет критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить пути и выбрать средства самосовершенствования
    5. использует основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач; способен анализировать социально значимые проблемы и процессы
    6. обладает навыками линейно-конструктивного построения и основами академической живописи; элементарными профессиональными навыками скульптора; современной шрифтовой культурой; приемами работы в макетировании и моделировании; приемами работы с цветом и цветовыми композициями
    7. способен к определению целей, отбору содержания, организации проектной работы; синтезированию набора возможных решений задачи или подходов к выполнению проекта; готов к разработке проектных идей, основанных на творческом подходе к поставленным задачам; созданию комплексных функциональных и композиционных решений
    8. обладает знаниями и конкретными представлениями об основах художественно-промышленного производства; знаком с основными экономическими расчетами художественного проекта; способен к работе в коллективе, постановке профессиональных задач и принятию мер по их решению, способен нести ответственность за качество продукции

    Приложенные файлы

      3

      Создание "кожи"

      Исполнитель:
      Елизавета Васина
      Срок:
      задача уже завершена
      Статус:
      выполнена

      Описание и инструкции

      1. Отливка силиконовой пресс-формы со скульптуры.
      2. Отливка пластиковой головы из жидкого пластика.
      3. Сканирование пластиковой головы.
      4. Создание 3D модели черепа в программах Geomagic и Solid Works.
      5. Печать черепа на 3D принтере.
      6. Отливка "кожи" из силикона.
      7. Художественная роспись, постижёрство бровей, вклеивание ресниц, побор парика.

      Ключевые слова задачи

      • 3d-сканирование
      • 3д принтеры
      • 3d-печать
      • роспись

      Компетенции

      1. способностью понимать и анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые философские проблемы
      2. знает основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук, способен использовать их при решении социальных и профессиональных задач и способен анализировать социально значимые проблемы и процессы
      3. понимает и соблюдает базовые ценности культуры, обладает гражданственностью и гуманизмом
      4. умеет логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь
      5. использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
      6. владеет навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций
      7. владеет методами безопасного обращения с химическими материалами с учетом их физических и химических свойств, способностью проводить оценку возможных рисков
      8. владеет методами отбора материала для теоретических занятий и лабораторных работ

      Приложенные файлы

        4

        Подготовка к сборке

        Исполнитель:
        Елизавета Васина
        Срок:
        задача уже завершена
        Статус:
        выполнена

        Описание и инструкции

        1. Подготовка черепа с сборке.
        2. Соединение черепа и его подвижных деталей с электротехнической оснасткой.
        3. Подготовка "кожи" к сборке с основной конструкцией (крепежи, магниты, молнии, крюки и тд.).
        4. Подготовка сценариев поведения в программе.

        Ключевые слова задачи

        • электротехника
        • информатика
        • робототехника

        Компетенции

        1. способностью владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения
        2. способностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе
        3. способностью стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства
        4. способностью критически оценивать свои достоинства и недостатки, намечать пути и выбирать средства развития достоинств и устранения недостатков
        5. способностью осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности
        6. способностью использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач, анализировать социально значимые проблемы и процессы
        7. способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях
        8. способностью владеть средствами самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания и укрепления здоровья, готовностью к достижению должного уровня физической подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности
        9. способностью представить адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики
        10. способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат
        11. готовностью учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности
        12. способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии
        13. готовностью внедрять результаты разработок
        14. готовностью проводить эксперименты по заданной методике, анализировать результаты, составлять обзоры, отчеты
        15. готовностью формировать презентации, научно-технические отчеты по результатам выполненной работы, оформлять результаты исследований в виде статей и докладов на научно-технических конференциях
        16. готовностью внедрять результаты исследований и разработок и организовывать защиту прав на объекты интеллектуальной собственности
        17. готовностью к монтажу, настройке, испытанию и сдаче в эксплуатацию узлов, модулей и систем электронных средств
        18. готовностью к монтажу, настройке, испытанию и внедрению технологического оборудования

        Приложенные файлы

          5

          Финальная сборка и калибровка

          Исполнитель:
          Елизавета Васина
          Срок:
          задача уже завершена
          Статус:
          выполнена

          Описание и инструкции

          1. Сборка всех частей конструкции, включая "кожу".
          2. Диагностика взаимодействия программы с устройством.
          3. Калибровка параметров в программе.

          Ключевые слова задачи

          • Сборка
          • конструктор
          • информатика
          • калибровка

          Компетенции

          1. умение применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля для интеллектуального развития, повышения культурного уровня, профессиональной компетенции, сохранения своего здоровья, нравственного и физического самосовершенствования
          2. владение широкой общей подготовкой (базовыми знаниями) для решения практических задач в области информационных систем и технологий
          3. умение критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить пути и выбрать средства развития достоинств и устранения недостатков
          4. осознание значения гуманистических ценностей для сохранения и развития современной цивилизации; готовность принять нравственные обязанности по отношению к окружающей природе, обществу, другим людям и самому себе
          5. владеет средствами самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания и укрепления здоровья, готов к достижению должного уровня физической подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности
          6. способность проводить предпроектное обследование объекта проектирования, системный анализ предметной области, их взаимосвязей
          7. способность проводить техническое проектирование
          8. способность проводить выбор исходных данных для проектирования
          9. способность оценивать надежность и качество функционирования объекта проектирования
          10. способность использовать технологии разработки объектов профессиональной деятельности, в областях: машиностроение, приборостроение, наука, техника, образование, медицина, административное управление, юриспруденция, бизнес, предпринимательство, коммерция, менеджмент, банковские системы, безопасность информационных систем, управление технологическими процессами, механика, техническая физика, энергетика, ядерная энергетика, силовая электроника, металлургия, строительство, транспорт, железнодорожный транспорт, связь, телекоммуникации, управление инфокоммуникациями, почтовая связь, химическая промышленность, сельское хозяйство, текстильная и легкая промышленность, пищевая промышленность, медицинские и биотехнологии, горное дело, обеспечение безопасности подземных предприятий и производств, геология, нефтегазовая отрасль, геодезия и картография, геоинформационные системы, лесной комплекс, химико-лесной комплекс, экология, сфера сервиса, системы массовой информации, дизайн, медиаиндустрия, а также предприятия различного профиля и все виды деятельности в условиях экономики информационного общества
          11. способность осуществлять организацию рабочих мест, их техническое оснащение, размещение компьютерного оборудования
          12. способность участвовать в постановке и проведении экспериментальных исследований

          Приложенные файлы