Patrik Kutílek, ČVUT
Náš tým se věnuje vývoji zařízení a technologií obecně a metodik měření v rámci problematiky asistivních technologií, především se zaměřením na systémy pro záznam hodnocení pohybové aktivity, ale i obecně fyziologických dat. Vyvíjíme především systémy nositelné anebo přenosné v praxi, uplatnitelné v rámci klinické praxe, vyšetření tréninků, ale i pro bezpečnostní složky, například pro policisty, vojáky a podobně. Jedná se o zařízení pro monitorování a hodnocení biomedicínských dat obecně, to znamená pro záznam srdeční aktivity, dechové aktivity, pohybové aktivity atd.
Bára Vránová, redaktorka
ČVUT se zaměřilo na vývoj chytrého oblečení. Jedním takovým jsou například exoskelety, které přímo podporují zlepšení výkonu člověka. Může to být třeba síla, když je potřeba přenést těžký náklad nebo při rehabilitacích. Vyvíjená technologie ale může pomoct i při běžném fyzickém cvičení. Podle dalšího člena týmu z ČVUT Jana Hejdy například umožní správně provádět cviky navržené fyzioterapeuty.
Jan Hejda, ČVUT
Celý proces by měl být maximálně automatický, to znamená, že máme připravená instruktážní videa se samotným cvičením. Následně si na sebe cvičící umístí EMG senzory, které nám do počítače přenášejí svalovou aktivitu a my z této svalové aktivity jsme schopni hodnotit kvalitu prováděných cviků.
Bára Vránová, redaktorka
A co s těmi daty, co se s nimi děje potom?
Jan Hejda, ČVUT
Naším cílem je vyvinout systém založený na umělé inteligenci, který bude cvičícím poskytovat zpětnou vazbu, tedy zjednodušeně mu řekne, jestli cvičí správně nebo špatně. Ale zjištěná data jsou pochopitelně primárně předávána zdravotnickému personálu, který je využívá v rámci rehabilitace. Například většinu součástek si tým vyrábí sám pomocí 3D tiskárny v laboratoři v Kladně. Mohou mít různou podobu s ohledem na požadavky. Jednou jsou součástí hrudního pásu, jindy třeba náramku, připevňují se na tělo a přes WiFi signál nebo Bluetooth odesílají zaznamenaná data do počítače. Současná verze senzoru vypadá takto. Je to takový trojúhelníček se dvěma elektrodami, má to v podstatě pouze tlačítko pro zapnutí indikační elektrody. Ty se umístí na osm zvolených míst participanta, ale následně se automaticky připojí do systému a je tam vidět signál. Ty senzory samy o sobě neměří pouze elektromyografii neboli EMG, ale měří i zrychlení, úhlovou rychlost a magnetometr spolehlivost systému i přenosu. Vědci z ČVUT testují například i na Antarktidě, příští rok tam proto vyšlou jednoho ze svých kolegů. Zaprvé, určitě ho chceme měřit při cvičení, takže osm EMG senzorů si bude na sebe lepit při cvičení, které trvá plus minus hodinu a pak si je zase sundá. Takže můžeme sledovat toto. Kromě toho bude mít s sebou náš systém pro měření fyziologických signálů, jako je EKG, dechová křivka a kožní vadivost, kterou bude mít na sobě pravděpodobně celý den. A my, když se připojíme, tak budeme moct vidět signály za celou dobu, ale zároveň i nějaké jejich shrnutí.
Bára Vránová, redaktorka
Tohle všechno se ale stále odehrává na Zemi. Další metou pro tým biomechaniky a asistivních technologií ČVUT je uplatnění i při misích mimo naši atmosféru, například na ISS, tedy Mezinárodní vesmírné stanici. Povést by se to mohlo dokonce i s účastí českého astronauta. Ministerstvo dopravy totiž plánuje speciální misi jménem Česká stopa do vesmíru. Uskutečnit by se měla do pěti let s cílem vyslat na oběžnou dráhu vojenského pilota a v současnosti záložního astronauta Evropské kosmické agentury Aleše Svobodu. V druhé polovině letošního roku se má zúčastnit prvního ze série přípravných výcviků. Pokud by se misi opravdu podařilo uskutečnit, byl by Svoboda teprve druhým Čechem po Vladimíru Remkovi, který by se do vesmíru podíval. Vědci z ČVUT se proto snaží vymyslet nejrůznější experimenty, které by s jejich technologií mohl na ISS podstoupit. Zaměřovali by se především na problémy související s úbytkem svalové hmoty. Ten je pro astronauty nebezpečný kvůli možným potížím po návratu na zem. Všichni proto musí pravidelně a intenzivně cvičit. A právě tady má příležitost uplatnit se technologie z ČVUT, vysvětluje Patrik Kutílek.
Patrik Kutílek, ČVUT
Zatím neexistuje systém, který by umožnil přímé monitorování a hodnocení kondice, tím myslím konkrétně svalové síly a obecně aktivity svalů během provádění cviků, a sledovat, zdali v průběhu dlouhodobé mise v beztížném stavu nedochází k oslabování svalů a snižování jejich síly, což potom, když by k tomuto došlo po návratu na zem, by způsobovalo zdravotní problémy. Ještě bych doplnil. Protože my tato zařízení pro měření svalové aktivity nepovažujeme jako jedno zařízení, ale máme komplexnější zařízení, jehož součástí je právě i toto zařízení, a to je monitoring fyziologických dat obecně. To znamená dechové aktivity, srdeční aktivity a podobně. To znamená, že kosmonaut by měl na sobě jenom senzory pro měření svalové aktivity, ale současně i dalších fyziologických dat. Z tohoto komplexního záznamu potom budeme moct určit, jakým způsobem se vyvíjí při dlouhodobém letu jeho kondice. Obecně je problémem astronautů, že na sobě neradi nosí jakékoliv senzory, proto je trendem integrace těchto senzorů do textilií.
Bára Vránová, redaktorka
Zatím své senzory výzkumníci testovali jen v rámci tzv. analogových misí, tedy takových, které simulují ty vesmírné. Bylo to ve spolupráci s projektem Hydronaut. Ten spočívá mimo jiné ve vývoji a provozování vědecké podvodní laboratoře, kterou může posádka obývat 24 hodin sedm dní v týdnu. Ve světovém měřítku se jedná o unikátní záležitost. Od konce roku 2018 do loňského května ji vědci testovali v zatopeném lomu v Jesenném na Semilsku nedaleko Jizerských hor. Odtud se přesunula do areálu ČVUT v Dejvicích, kde bude další dva roky sloužit pro tzv. suché mise, tedy k simulacím vesmírných misí mimo vodní prostředí.
Umístění na suchu umožní účast v tréninku a využití i lidem bez potápěčského výcviku, uzavírají Jan Hejda a Patrik Kutílek z týmu biomechaniky a asistivních technologií ČVUT.