Эпидермальная оптоэлектрическая стимуляция для регуляции активности механорецепторов с высоким пространственно-временным разрешением

Проект направлен на создание новой технологии неинвазивной тактильной стимуляции, которая позволит значительно улучшить качество передачи текстуры объектов. Основу разработки составляет уникальная методика комбинированного воздействия, сочетающая электростимуляцию с температурной модуляцией.

Особенностью технологии является применение высокочастотной электростимуляции, что принципиально отличает её от существующих аналогов и позволяет решить ключевую проблему традиционных методов — возникновение неприятного покалывания (т.е. парестезии). Разрабатываемый подход обеспечит более точное пространственно-временное разрешение и возможность избирательной активации различных типов кожных рецепторов.

Важной частью проекта является создание специализированных электродных систем с интегрированным механизмом терморегуляции, а также разработка компьютерной модели нейронного кодирования тактильных ощущений. Эти компоненты в совокупности позволят добиться более естественного воспроизведения осязательных ощущений по сравнению с существующими решениями.

Технология имеет значительный потенциал для применения в различных областях, включая медицинскую реабилитацию, системы виртуальной реальности и человеко-машинные интерфейсы, где требуется высококачественная тактильная обратная связь.

Руководитель проекта: Борис Александрович Сагалаев, PhD, руководитель научно-исследовательской группы, Научный центр генетики и наук о жизни.

Проект реализуется при государственной поддержке в виде субсидии из бюджета федеральной территории «Сириус», выделенной в рамках реализации мероприятия 2.3 «Привлечение научных команд под руководством ведущих и молодых учёных для проведения исследований на базе научных и образовательных организаций федеральной территории «Сириус» государственной программы федеральной территории «Сириус» — «Научно-технологическое развитие федеральной территории «Сириус».

Актуальность проекта

Современные технологии виртуальной реальности и дистанционного управления сталкиваются с ключевым ограничением — отсутствием реалистичной тактильной обратной связи. Пользователи могут видеть и слышать виртуальные или удалённые объекты, но не чувствуют их. Это снижает точность манипуляций в хирургии, промышленности и других сферах, где важна обратная связь от прикосновений.

Проект исследует неинвазивный способ управления активностью кожных рецепторов с высокой точностью. В отличие от существующих методов, он не вызывает неприятного покалывания и может имитировать разные типы прикосновений.

Научная и практическая значимость проекта

Проект закладывает основы для нового класса нейроинтерфейсов, способных передавать сложные тактильные ощущения без имплантации электродов.

Также проект позволит глубже понять, как кожные механорецепторы кодируют тактильные сигналы и как можно искусственно модулировать их активность.

Ожидаемые результаты

Доказательство концепции — экспериментальное подтверждение возможности избирательного возбуждения различных типов кожных механорецепторов для воспроизведения характерных паттернов их активности.

Технологический прототип — создание рабочего образца системы тактильной обратной связи, включающего специализированные электроды с механизмом терморегуляции и аппаратно-программный комплекс управления параметрами стимуляции.

Партнеры

Другие проекты