Молодые ученые Южно-Уральского государственного университета ежегодно учувствуют в программе «УМНИК», которая поддерживает коммерчески ориентированные научно-технические проекты. Победители программы получат гранты в размере 500 000 рублей на реализацию своих проектов.
В прошлом году призером программы «УМНИК» стала Мария Гапичева, аспирант 2 курса направления «Биологические науки» Института спорта, туризма и сервиса ЮУрГУ, с проектом «Разработка системы контроля осанки школьников в режиме реального времени с биологической обратной связью с применением алгоритмов машинного обучения». Она рассказала о своей разработке и участии в конкурсе.
– Какова проблематика Вашего проекта?
– Современные дети проводят значительное количество времени в сидячем положении, как в школе за партой, так и за играми в экранах планшетов и смартфонов, что негативно сказывается на формировании осанки. Длительное сидение негативно отражается на здоровье организма в целом, а на позвоночнике особенно. Возникающее в теле напряжение мышц и связок человек старается компенсировать посредством изменения положения посадки. Впоследствии это приводит к фиксации напряжений, закреплению анатомических сдвигов и еще большему нарушению осанки. Дети, поступающие в школу, уже отягощены патологией костно-мышечной системы: сколиотической осанкой, плоскостопием разной степени выраженности, остеохондрозом. Данная проблема и стала причиной развития проекта.
– В чем особенность вашей разработки?
– Она предполагает создание системы, состоящей из школьного стула с датчиками измерения веса, облачного хранилища данных программы, регистрирующей информацию о ежедневном продолжительном использовании системы, которая отражает картину дня современного школьника, с целью ее последующего анализа и составления рекомендаций для правильного формирования осанки. Особенностью данной разработки стало применение высокоточных систем, аналогичных платформам стабилометрии в бытовом повседневном использовании.
.jpg)
.jpg)
– Почему Вы решили принять участие в программе «УМНИК»?
– После того, как появилась идея создания «умного» стула, необходимо было понять, возможно, ли воплотить задумку на практике. Для этого было проведено рассмотрение проектов, открытых ранее, с похожим назначением, выявление их сильных и слабых сторон. Затем было создание собственного концепта и проведение ряда исследований с определением центра тяжести в сидячем положении на стабилометрической платформе и регистрацией положения тела в пространстве в костюме Xsens состоящем из 18 датчиков-аксилерометров. Было зарегистрировано, что привычное положение может отличаться от правильного. Далее было проведено исследование положения центра тяжести в разных позах: сидя ровно; сидя, убрав ноги под стул; сидя оперевшись на колени; сидя, оперевшись на колени с телефоном; сидя, нога на ногу (левая сверху, правая сверху); сидя, откинувшись на спинку стула; сидя, с опорой перед собой (стол). И при помощи нейросети, посредством которой проходил анализ, выявлена математическая формула каждого положения. Это дало понимание того, что воплощение задумки вполне реально, но для сборки прототипа изделия, разработки программного обеспечения и проведения дальнейших исследовательских работ необходима финансовая поддержка, которую возможно получить в случае победы в программе «Умник».
– Как проходила защита? Что было самым сложным?
– Защита проходила очень волнительно. Все участники представляли свои проекты согласно временному регламенту. В презентации было необходимо наиболее полно раскрыть идею и передать смысл задумки, и вместе с тем соблюсти временные ограничения, наверное, это и было самым сложным.
– Какие дальнейшие действия Вы предприняли после победы в программе? Как продвигается ваш проект с момента получения гранта?
– На сегодняшний день мы провели первое испытание макетного образца устройства и компьютерной программы. Выявили погрешности в работе системы на данном этапе. Сейчас ведутся работы по сборке обновленного макета, в котором величина ошибки измерения будет минимизирована. Параллельно с этим ведется работа по составлению патента на изобретение.
.jpg)
– Какие планы на будущее стоят перед Вами?
– После сборки модели, отвечающей параметрам ГОСТ и выполняющей все функции и пределах допустимых погрешностей, более активно пойдет работа по проработке программного обеспечения, создания алгоритмов и интерфейса программы. Затем планируется комплексное испытание работы системы в лабораторных условиях максимально схожих с реальными.
– За что Вы благодарны ЮУрГУ и программе «УМНИК»?
– В первую очередь хочется поблагодарить ЮУрГУ и Научно-исследовательский Центр спортивной науки ИСТиС за наличие современной технической базы, в рамках которой возможно проведение исследований такого рода и создание абсолютно нового устройства, которое будет актуально в современном динамично развивающемся мире цифровых технологий. Также хочется сказать спасибо программе «УМНИК» за оказание поддержки в развитии идей и возможность их воплощения. И, конечно, отдельная благодарность тем людям, которые также заинтересованы в развитии науки и реализации подобного рода проектов, в частности директору Центра спортивной науки Виталию Епишеву и куратору конкурса Дарье Кремер.
– Что бы Вы пожелали ребятам, которым только предстоит участвовать в программе «УМНИК»?
– Будущим конкурсантам программы «УМНИК» я желаю интересных идей, смелости в постановке и решении задач и терпении в их планомерной реализации!
Отметим, что участие в программе «УМНИК» – это не просто демонстрация своих научных разработок, но и возможность выиграть грант на реализацию проекта. Сегодня коммерциализация научной разработки – важнейший показатель ее востребованности. Именно благодаря участию в «УМНИКЕ» молодые исследователи получают возможность проверить востребованность своего проекта, так как конкурс направлен на поддержку их коммерчески ориентированных научно-технических проектов.