Лучшее 2015: Виртуальную реальность научили бить пользователя
Исследователи из Института имени Хассо Платтнера разработали устройство Impacto, предназначенное для передачи физического ощущения столкновения с объектом в виртуальной реальности. Доклад был представлен в рамках конференции UIST 2015, с его содержанием можно ознакомиться в цифровой библиотеке ACM Digital Library.
Носимый браслет Impacto состоит из платы Arduino, к которой подключены Bluetooth-модуль, соленоид, 3D-печатная площадка, имитирующая нужную поверхность, аккумуляторы и электроды. Для отслеживания движений пользователя используется контроллер Kinect в связке с платформой Unity3D. Как только система определяет, что физическое тело пользователя столкнулось с предметом в виртуальной реальности, Impacto одновременно ударяет при помощи соленоида через 3D-печатную накладку и подает напряжение на электроды, вызывая сокращение мышц.
В качестве примера разработчики продемонстрировали применение Impacto в боксерском симуляторе. При получении удара от виртуального соперника в руку соленоид ударяет пользователя в предплечье и одновременно подает напряжение на электроды, которые вызывают сокращение бицепса. По словам исследователей, такое принудительное «отдергивание» руки одновременно с несильным ударом от соленоида воспринимается пользователем как удар. При этом можно закрепить на теле несколько Impacto для разных движений.
Авторы разработки отмечают, что при установке на соленоид акселерометров точность системы возрастает. Кроме того, Impacto можно использовать не только как устройство физической отдачи, но и как устройство ввода. В частности, при помощи браслета пользователь может пинать мяч или играть в бейсбол.
Ранее свою версию VR-контроллера c физической отдачей представил японский стартап H2L. Их браслет для предплечья под названием UnlimitedHand может как считывать отдельные жесты, так и вызывать движения самостоятельно при помощи электростимуляции мышц.
Сканер работает в паре со смартфоном
Канадские и мексиканские исследователи представили результаты пилотных клинических испытаний сканера для диагностики воспаления и инфекционного процесса в ранах. Устройство гиперспектральной визуализации, выполненное в виде сменного объектива для смартфона, анализирует изображение, термограмму и флуоресценцию пораженной области. В испытаниях гаджет продемонстрировал общую точность в 74 процента. Отчет о работе опубликован в журнале Frontiers in Medicine. Хронические раны, которые не заживают в течение 8–12 недель, представляют серьезную проблему для общественного здравоохранения. Типичным пусковым фактором для их развития служит инфекция, особенно в том случае, если процесс заживления в силу состояния самой раны и всего организма задержался на воспалительной фазе. Стадии раневой инфекции включают загрязнение (контаминацию), колонизацию, местную инфекцию и ее системное распространение (генерализацию). Для оказания необходимого объема помощи врачу необходимо четко различать загрязненные и колонизированные раны, однако точность подобной диагностики при простом осмотре не достигает и 60 процентов. Как правило, это компенсируют микробиологическими и молекулярными исследованиями, однако они занимают значительное время и не всегда доступны. В силу этого все больший интерес представляют физические методы исследования, такие как инфракрасная термография и регистрация бактериальной флуоресценции, а также анализ изображений с помощью алгоритмов машинного обучения. Чтобы совместить преимущества этих методов, канадская компания Swift Medical разработала устройство гиперспектральной визуализации Swift Ray 1. Оно оснащено инфракрасными датчиками для разных длин волн, источниками видимого и ультрафиолетового излучения и соответствующими камерами высокого разрешения. Они позволяют одновременно выполнять фотосъемку и инфракрасную термографию раны и регистрировать флуоресценцию бактерий в ней. Полученные изображения устройство передает на камеру смартфона с интегрированным приложением Swift Skin and Wound. Оно собирает их в датасет, который содержит информацию о физиологии, морфологии и составе тканей в ране. Роберт Фрейзер (Robert Fraser) с коллегами из трех канадских университетов, Центральной больницы имени Прието в Сан-Луис-Потоси, компаний Swift Medical и Vope Medical провели мультицентровое проспективное испытание устройства Swift Ray 1, в котором оценивали его пригодность для дифференциальной диагностики невоспаленных, воспаленных и инфицированных ран. В исследовании приняли участие 66 амбулаторных пациентов из Мексики и Канады. Сканирование ран проводили хирурги, прошедшие инструктаж, в соответствии с полученными рекомендациями (рану очищали, помещали по ее краям идущий в комплекте маркер и снимали под углом 90 градусов с расстояния 15 сантиметров). Клинические характеристики ран оценивали в соответствии с протоколом Международного института раневых инфекций (IWII). Обработку данных проводили методами главных компонент (PCA) и k-ближайших соседей (KNN) для создания нейросетевой модели, кластеризующей раны по признаку наличия инфекции и воспаления. По результатам испытаний PCA-KNN-кластеризация с учетом всех клинических и визуализационных переменных обеспечила общую точность 74 процента при дифференциальной диагностике невоспаленных, воспаленных и инфицированных ран. Для невоспаленных ран чувствительность и специфичность модели составили соответственно 94 и 70 процентов, для воспаленных — 85 и 77 процентов, для инфицированных — 100 и 91 процент. Таким образом, комбинация множественных методов визуализации позволяет создавать модели для улучшенной оценки ран. Подобные устройства для использования в месте оказания помощи могут помочь клиницистам своевременно выявлять и лечить раневые инфекции, заключают авторы работы. В феврале 2023 года американские, китайские и корейские исследователи представили биорезорбируемый беспроводной электрод для мониторинга состояния и электротерапии хронических ран. В конце 2022 года стэнфордская научная команда продемонстрировала умный пластырь для мониторинга и электростимуляции ран, который атравматично отклеивается после использования.