РАЗРАБОТКА ПЕРЧАТКИ-КОНТРОЛЛЕРА С БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПРИВОДА
- Авторы: Овчинников Д.Л.1, Тычков А.Ю.1, Алимурадов А.К.1, Агейкин А.В.1
-
Учреждения:
- Пензенский государственный университет
- Выпуск: № 1 (2025)
- Страницы: 90-96
- Раздел: ПРИБОРЫ, СИСТЕМЫ И ИЗДЕЛИЯ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
- URL: https://ogarev-online.ru/2307-5538/article/view/289585
- DOI: https://doi.org/10.21685/2307-5538-2025-1-11
- ID: 289585
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность и цели. В современных контроллерах виртуальной реальности система обратной связи остается недостаточно развитой и, как правило, ограничивается лишь вибрационными откликами. Эта проблема препятствует пользователю полностью погрузиться в виртуальные сцены, так как не обеспечивает адекватного понимания взаимодействия между человеком и объектами в виртуальном мире. Материалы и методы. Про- веден анализ существующих решений для реализации системы биологической обратной связи в виртуальной реальности. На основе выявленных преимуществ и недостатков был выбран пневматический привод с электронным управлением. Определены необходимые датчики и исполнительные механизмы для корректной работы системы. Рассмотрены различные типы датчиков, а также их достоинства и недостатки. Результаты. В результате проведенного анализа были выбраны ключевые компоненты для реализации системы: воздушный компрессор, пневматические двухпозиционные клапаны и подобраны варианты их исполнения. Определен подходящий микро-контроллер с возможностями расширения функционала за счет встроенных модулей, а также выбран тип датчика для определения положения пальцев. Выводы. Предложенное техническое решение может найти широкое применение не только в игровой индустрии, но и в реабилитации пациентов с нарушениями моторных функций рук из-за травм, инсульта, заболеваний или старения.
Об авторах
Дмитрий Леонидович Овчинников
Пензенский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: dmitry_ovch@mail.ru
инженер кафедры радиотехники и радиоэлектронных систем
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)Александр Юрьевич Тычков
Пензенский государственный университет
Email: tychkov-a@mail.ru
доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой радиотехники и радиоэлектронных систем
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)Алан Казанферович Алимурадов
Пензенский государственный университет
Email: alansapfir@yandex.ru
доктор технических наук, доцент, профессор кафедры радиотехники и радиоэлектронных систем
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)Алексей Викторович Агейкин
Пензенский государственный университет
Email: ageykinav@yandex.ru
кандидат медицинских наук, доцент кафедры микробиологии, эпидемиологии и инфекционных болезней
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)Список литературы
- Истомин Б. А., Истомина Т. В. Описание биологической обратной связи с использованием элементов теории автоматического управления // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2015. № 5 (27). С. 234–240.
- Pat. WO/2020/013039 Japan. Information processing device and control method of controller device / Bailey T., Yamada E. № PCT/JP2019/026348 ; intenat. filling date 02.07.2019 ; publ. 16.01.2020. 66 p.
- Новиков А. А. Новая VR-перчатка работает напрямую с нервной системой, минуя кожу. URL: https://4pda.to/2024/02/04/423710 (дата обращения: 28.10.2024).
- Либер Ю. С., Гюльмалиева С. Э., Тараканова Д. Ю. Тензометрические датчики. Виды и принципы работы // Коррекционно-педагогическое образование. 2021. № 5. С. 153–164.
- Тычков А. Ю., Волкова К. Ю., Киселева Д. В., Родионова Е. А. Обзор систем виртуальной реальности // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2020. № 2. С. 3–13.
- Liu X., Zhang J., Hou G., Wang Z. Virtual Reality and Its Application in Military // Conference Series Earth and Environmental Science. 2018. Vol. 3. P. 32–41.
- Документация на микроконтроллер ESP32. Espressif Systems, 2024. 77 с.
- Ермаков Д. А., Петрунина Е. В., Пшеничный А. Е. Биотехническая система реабилитации двигательной активности конечностей с биологической обратной связью посредством модуля виртуальной реальности // Биотехнология и биомедицинская инженерия : сб. науч. тр. по материалам ХIII Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, посвящ. 88-летию Курского государственного медицин- ского университета. Курск, 2023. С. 113–116.
- Овчинников Д. Л., Тычков А. Ю., Симакова О. С. [и др.]. Разработка контроллера-перчатки для ре- абилитации моторики верхних конечностей с использованием виртуальной реальности // Биомедицинская радиоэлектроника. 2024. Т. 27, № 5. С. 34–40.
- Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2022666983. Программа для идентификации рук и захвата предметов в среде виртуальной реальности / Чернышов Д. С., Тычков А. Ю., Золотарев Р. В., Сотников А. М., Маркелов С. О., Овчинников Д. Л. № 2022666033 ; заявл. 29.08.2022 ; опубл. 13.09.2022. 10 с.
- Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2022668843. Программа для идентификации аватара в среде виртуальной реальности / Чернышов Д. С., Тычков А. Ю., Золотарев Р. В., Сотников А. М., Маркелов С. О., Овчинников Д. Л. № 2022668224 ; заявл. 03.10.2022 ; опубл. 12.10.2022. 11 с.
- Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2022661915. Программа контролируемого нагрева тепла для микроконтроллера Аtmega328P / Тычков А. Ю., Овчинников Д. Л., Сашина А. Д., Чернышов Д. С., Майданов Н. А., Лебедев И. А. № 2022660489 ; заявл. 08.06.2022 ; опубл. 28.06.2022.
- Васин С. В., Иванов О. В. Разработка схемы управления и опроса волоконно-оптического датчика изгиба на основе волокна с двойной оболочкой // Автоматизация процессов управления. 2017. № 1. С. 101–107.
- Пат. RU2079808C1 Российская Федерация МПК G 01 B 7/00. Резистивный датчик положения / Федосов А. А. № 5022105/28 ; заявл. 13.01.1992 ; опубл. 20.05.1997.
Дополнительные файлы
