VP5 – Neurorehabilitace s využitím umělé inteligence
Výzkumný program je tvořen 4 hlavními aktivitami.
Hlavní aktivita 1 Humanoidní robot v medicíně
Cílem aktivity je vyvinout funkční model humanoidního robota včetně dílčích prvků odpovídajících fyziognomii lidského těla, vyvinout vhodný software k novému typu robota a to tak, aby byl model humanoidního robota využitelný v oblasti telemedicíny, respektive v neurorehabilitaci.
Aktivita bude realizována v dílčích etapách s definovanými cíli, očekávanými pravděpodobnými výstupy, přínosy a poznatky:
- Rešerše současného stavu využití robotického systému v rehabilitaci
- sběr dat a podkladů pro definici struktury robota
- vypracování rešerše na základě dat
- upřesnění parametrů pro strukturu robota
-
Analýza struktury robota
- upřesněné parametry budou zpracovány techniky
- návrh struktury robota – skelet
- návrh struktury robota – aktivní pohybové prvky (servopohony)
- Projekce 3D částí robota
- návrh 3D dílů robota v SW
- projekce uchycení dílů ke skeletu
- Projekce elektroniky robota
- projekce elektroniky pro řízení servopohonů
- projekce kabeláže
- Výběr modulu pro řízení
- výběr senzorů
- návrh vlastního řídícího systému – elektroniky
- Zajištění dílů robota skeletu
- tisk dílů robota na 3D tiskárnách
- začištění, kontrola provedení dílů
- nákup a kompletace servopohonů, senzorů, řídícího systému
- Kompletace a testování robota
- postupná kompletace a testování dílů (L/P dolní končetina, L/P horní končetina, pánev, páteř, trup, hlava)
- připojení řídícího systému a kompletace celého robota
- Návrh a programování pohybů robota
- popis pohybů jednotlivých částí robota z pohledu potřeb fyzioterapie
- programování implementace pohybů robota
- testování technické funkčnosti
- testování z medicínského pohledu
- úprava dle zpětné vazby
- Výzkum využití vyvinutého robota pro telerehabilitaci
- návrh řešení telemedicínského přenosu rehabilitace pacienta s vyvinutým robotem prostřednictvím dozorujícího robota (systému)
- vývoj komunikačního SW
- testování komunikace s lékařem prostřednictvím dozorujícího robota
- zpětná vazba a úprava SW
- Ošetření duševního vlastnictví
Hlavní aktivita 2 VR Vitalis
Cílem aktivity je vyvinout nové série aktivizačních cviků ve virtuální realitě využitelných v neurorehabilitaci.
Aktivita bude realizována v dílčích etapách s definovanými cíli, očekávanými pravděpodobnými výstupy, přínosy a poznatky:
- Návrh aktivizačního cviku – návrh cviku fyzioterapeuty a lékaři, zhodnocení vhodnosti cviku z pohledu využití ve virtuální realitě, dokumentace pro zpracování cviku
- Naprogramování aktivizačního cviku
- Základní naprogramování funkčnosti
- Kontrola správného nastavení a revize programu
- Testování aktivizačního cviku odborníky
- Testování na týmu fyzioterapeutů a lékařů
- Předání zpětné vazby, projednání změn
- Zapracování změn do programu
- Opětovné ověření funkčnosti
- Testování aktivizačního cviku na dobrovolnících
- Výběr dobrovolníků
- Provedení testů
- Sběr výsledků
- Analýza výsledků
- Provedení analýzy výsledků
- Diskuse nad zpracováním analýzy
- Zavedení cviku do cloudového systému
- Dopracování případné ZV z testování
- Připojení cviku do cloudového systému
- Otestování cviku v administraci
- Publikování výsledků a ošetření duševního vlastnictví
Hlavní aktivita 3 VR Simulation
Cílem aktivity je vyvinout, otestovat a navrhnout postupy pro trénink operačních postupů ve virtuální realitě (např. vertebroplastika obratle, karpální tunel, kraniotomie apod.)
Aktivita bude realizována v dílčích etapách s definovanými cíli, očekávanými pravděpodobnými výstupy, přínosy a poznatky:
- Návrh vhodné operace či operačního postupu
- Výběr vhodnosti a návrh operace pro simulace lékaři, zhodnocení vhodnosti operace z pohledu využití ve virtuální realitě
- Příprava podkladů pro zpracování operace do VR
- Komplexní videodokumentace
- Kompletní textová dokumentace
- Popis nejčastějších chyb a krajních variant
- Naprogramování funkční operace ve VR
- Příprava wireframe
- Konzultace s lékaři nad medicínskými tématy vs. SW
- Naprogramování funkční verze
- Testování operace ve VR
- Testování týmem VRL
- Testování funkčnosti interním týmem lékařů
- Testování nezávislými lékaři
- Revize programu
- Zpracování zpětné vazby z testování, úprava SW
- Opětovné testování SW
- Zavedení simulačního programu do cloudového prostředí
- Návrh administrace
- Připojení do cloudu
- Administrativně-organizační zajištění pro využívání SW (správa/zadávání/vyhodnocování)
- Dopracování případné ZV z testování
- Publikování výsledků a ošetření duševního vlastnictví
Hlavní aktivita 4 VR Surgey
Cílem aktivity je vývoj aplikací ve virtuální realitě, které pomohou při operacích mozku a jiných operacích, kde je pacient při vědomí - př. AWAKE, relaxace při operacích (odstínění pacienta od operačního okolí)
Aktivita bude realizována v dílčích etapách s definovanými cíli, očekávanými pravděpodobnými výstupy, přínosy a poznatky:
- Návrh vhodné operace či operačního postupu
- Výběr vhodnosti a návrh operace při vědomí pro simulace lékaři, zhodnocení vhodnosti operace z pohledu využití ve virtuální realitě
- Příprava podkladů pro zpracování operace mozku/při vědomí do VR
- Komplexní videodokumentace
- Kompletní textová dokumentace
- Popis nejčastějších chyb a krajních variant
- Naprogramování funkční operace ve VR
- Příprava wireframe
- Konzultace s lékaři nad medicínskými tématy vs. SW
- Naprogramování funkční verze
- Testování operace ve VR
- Testování týmem VRL
- Testování funkčnosti interním týmem lékařů
- Testování nezávislými lékaři
- Revize programu
- Zpracování zpětné vazby z testování, úprava SW
- Opětovné testování SW
- Zavedení simulačního programu do cloudového prostředí
- Návrh administrace
- Připojení do cloudu
- Administrativně-organizační zajištění pro využívání SW (správa/zadávání/vyhodnocování)
- Dopracování případné ZV z testování
- Publikování výsledků a ošetření duševního vlastnictví
Spolupráce s dalšími VP a spolupracujícími subjekty
Z důvodu velmi silné mezioborové vazby spolupracuje výzkumný tým VP5 na některých dílčích aktivitách s výzkumnými týmy:
- VP 7 – konzultace s lékařskými obory FNO pro vývoj robota a SW k léčbě pomocí virtuální reality nebo k tréninku operativních technik pomocí VR.
Pro přípravu aplikovatelnosti výzkumu do praxe budou v době experimentálního výzkumu zapojeny minimálně 2 spolupracující subjekty (bez generování zisků pro spolupracující subjekty), které budou participovat na
- vývoji humanoidního robota
- vývoji SW k využití v neurorehabilitaci
