3 октября 2022 года в дистанционном формате состоялось очередное заседание ежемесячного семинара МГУ-BUAP (Заслуженный Автономный Университет Пуэбла де Сарагоса, Мексика). Центральная тема семинара – доклад ассистента кафедры прикладной механики и управления механико-математического факультета МГУ к.ф.-м.н. А.П. Кручининой и инженера лаборатории МОИДС механико-математического факультета МГУ Г.Л. Григоряна «Технологии отслеживания взора для ГВС-1».
В докладе был приведён обзор окулографического устройства от компании «Нью Девайс», использующего технологию отслеживания зрачка на кристалле (SOC). Подобное решение позволяет получить компактные размеры системы, высокую точность, высокое быстродействие, низкое энергопотребление и низкие требования к вычислительной мощности. Была показана применимость системы и приведены результаты ряда стандартных тестов.
Семинар организован при совместном участии НОШ МГУ «Математика», НОШ МГУ «Космос» и научного центра мирового уровня «Сверхзвук». Начиная с февраля 2022 года, в работе семинара приняли участие более 100 ученых из России и других стран, было заслушано 9 докладов и представлен ряд результатов в области биомехатроники.
МГУ – постановщик серии медико-биологических космических экспериментов на борту Международной космической станции. Цель работ – поиск способа улучшения установки взора в условиях невесомости при применении технологии гальванической вестибулярной стимуляции. Фактически это приложение результатов многолетних исследований ученых МГУ имени М.В.Ломоносова и Заслуженного университета г. Пуэбла-де-Сарагоса (Мексика), создавших модификацию математической модели вестибулярного афферентного нейрона, к результату сотрудников ИМБП РАН Л.Н. Корниловой и И.Б. Козловской, показавших наличие отолито-каналового конфликта в условиях невесомости и его влияние на движения глаз – значимое увеличение времен перевод взора на цель. Данное движение критично при многих видах операторской деятельности, цель коллектива Московского университета – приблизить его к земным значениям. Для этого будет осуществляться стимуляция вестибулярного аппарата с целью коррекции его выходного сигнала, формируемого афферентными первичными нейронами, — коррекция на «выходе» вестибулярного аппарата.
Создание математического обеспечения для такого варианта коррекции началось в 2011 году после проведения и математической обработки экспериментов на клеточном уровне, проведённых под руководством профессора Э. Сото в лаборатории нейрофизиологии Заслуженного Автономного университета г. Пуэбла де Сарагоса (Мексика).
По результатам этих экспериментов в МГУ была разработана математическая модель афферентных первичных нейронов (АПН) вестибулярного аппарата типа Ходжкина-Хаксли. На основе математического анализа полученной модели зав. кафедрой прикладной механики и управления механико-математического факультета МГУ В.В. Александровым было создано новое направление развития метода Мельникова-Симиу — «Управляемые переходы в бистабильных динамических системах», дающее возможность формирования в рамках теории оптимального управления алгоритмов перехода из области притяжения одного аттрактора в область притяжения другого аттрактора. Этот результат был использован для создания алгоритма гальванической стимуляции, позволяющей корректировать выходной сигнал с вестибулярного аппарата с целью имитации соответствующего механического воздействия на вестибулярный аппарат пилота (космонавта).
Эксперименты на пилотажно-динамических стендах Национального института астрофизики, оптики и электроники (Мексика) и лаборатории математического обеспечения имитационных динамических стендов механико-математического факультета МГУ подтвердили возможность реализации технологии гальванической стимуляции (ГВС) для пилотов при визуальном управлении полётом в экстремальных ситуациях.
В рамках миссий на МКС в 2021 году под руководством ректора МГУ академика В.А. Садовничего был проведен эксперимент «Вектор-МБИ-1», первый из запланированной серии. Космонавт регистрировал характерные линейные ускорения и угловые скорости, а также провел специальные записи, которые помогут оценить применимость инерциальных микроэлектронных датчиков к задаче отслеживания поворотов головы в условиях орбитального полета.
Готовится второй эксперимент серии «Изучение возможности уменьшения отолито-каналового конфликта в невесомости при гальванической стимуляции вестибулярного аппарата» (ГВС-1). В ходе его реализации будет создано и применено оборудование, позволяющее произвести гальваническую-вестибулярную стимуляцию в невесомости и оценить ее влияние на глазодвигательную активность.