Prototyp EEG. Foto: archív Damiána Fila
Elektroencefalografia, skrátene EEG, je neurologická vyšetrovacia metóda, pomocou ktorej je možné sledovať aktivitu mozgu. Je zrejmé, že ide o čisto medicínsku záležitosť. No ak sa pozrieme na toto vyšetrenie trochu zblízka, zistíme, že ide o vyšetrenie, pri ktorom sú zmeny elektrického napätia vyvolané nervovými bunkami zachytávané citlivými elektródami a zaznamenané do grafu. Ide teda o čisto medicínsku záležitosť?
„Zdá sa mi fascinujúce, že niečo, s čím prichádzame do kontaktu každý deň, každú sekundu je stále tak nedostatočne preskúmané. Ľudské telo je najzložitejší prístroj, s ktorým sa zatiaľ ľudstvo stretlo. Náš intelekt, naša osobnosť sa nachádza práve v jednej časti, v jednom orgáne nášho tela, preto niet divu, že to upútalo moju pozornosť. Keďže mám zameranie na elektrotechniku/IT hneď som rozmýšľal ako skĺbiť tieto dva zdanlivo rozdielne svety. A z toho vzišla myšlienka postaviť si vlastný snímač mozgových vĺn (EEG),“ objasňuje dôvody výberu netradičnej témy stredoškolskej odbornej práce študent Damián Filo, víťaz súťaže SOČ 2018, v kategórii Matematika, Fyzika.
Hlavným cieľom práce bolo vymyslieť a následne aj vyrobiť funkčné EEG v školských podmienkach. „Keďže času bolo málo a bolo by treba urobiť rozsiahlejší výskum ak by som mal vybrať vhodné súčiastky a vytvoriť schému ich zapojenia úplne od začiatku, išiel som cestou upravenia schémy open-source projektu, vytvorenia návrhu dosky plošných spojov a premyslenia konektivity.“
V súčasnosti sa na internete nachádza veľké množstvo informácii aj k tejto téme, takže by bolo celkom zbytočné vymýšľať celý projekt úplne od základov. Preto primárnym zdrojom informácii k práci bol internet, avšak približne 90 % informácii v dokumentácii zariadenia pochádzalo z vlastných skúseností Damiána. „Najväčšou pomocou bol však otvorený projekt OpenEEG, ktorý má okolo seba komunitu ľudí nadchnutých pre túto problematiku. Síce sa od najväčšej popularity okolo roku 2005 veľa nezmenilo, stále sa dá využiť na zostrojenie vlastného EEG prístroja za prijateľnú cenu. Projekt pozostáva zo schémy a návrhov plošných spojov, rôznych nápaditých návrhov elektród pre pripojenie na pokožku hlavy a softvéru pre vizualizáciu a spracovanie získaných údajov. Ako už považujem za samozrejmé, všetky zdroje boli v angličtine,“ opisuje Damián hlavné zdroje informácií k jeho práci.
Po naštudovaní potrebných materiálov prišla na rad praktická časť práce. „Najťažšie bolo vytvoriť prvý prototyp, spočívalo to hlavne vo vytvorení návrhu plošného spoja. Keď som to však dokončil a prišli mi objednané potrebné súčiastky, mohol som začať zostrojovať. Najskôr vyrobiť plošný spoj, potom jeho mechanické úpravy, spájkovanie súčiastok a napokon test funkčnosti. Nebola by to sranda, keby všetko fungovalo na prvý pokus. Chvíľu ma potrápil prvý prototyp s triviálnou chybou. Všetko som však vyriešil a mal som nové nápady, ktoré som mohol implementovať do návrhu druhého prototypu.“ stručne opisuje ako postupoval pri výrobe vlastného EEG.
„Druhý prototyp som zameral hlavne na vzhľadovú stránku a komunikačné interface-y. Medzitým som vytvoril návrh pre elektródy a zostrojil som ich dostatočný počet. Keďže neboli kompatibilné s prvým prototypom, musel som počkať až na druhý prototyp, aby som ich mohol otestovať na reálnom človeku (na mne). Druhý prototyp bol úspech a tento model som prezentoval ako na maturitách, tak aj na súťaži SOČ. I keď som objavil malé chybičky a možnosť zlepšenia funkcionality, nebol čas zostrojiť tretí prototyp,“ dodáva Damián a dodáva, že v súčasnosti je tretí prototyp v priebehu výroby.
„Rozšíriteľnosť a modulárnosť tohto projektu boli hlavné zámery. Vytvoril som nové špecifické rozhrania, ktorým ak sa vytvorí bohatý ekosystém, bude to veľmi zaujímavé pre aspoň zopár študentov a kutilov po celom svete. Plánujem tento projekt zdieľať ďalej a už to bude len na ľuďoch, či sa ujme,“ hovorí o závere svojej práce. Ako však hodnotí svoju prácu s menším odstupom času? „Som spokojný, že som všetko stihol v riadnych termínoch a hlavne, že to bolo funkčné. Nemôžem chcieť viac, však som vyhral prvé miesto na SOČ! A pokiaľ sa tento projekt dostane do povedomia ľudí, budem len rád. Zakladal som ho na princípe open-source, čo je veľmi dobrý spôsob ako sa môžu ľudia inšpirovať a vytvoriť vlastné podobné projekty. Lebo o to nakoniec ide, spustiť novú etapu integrácie človeka s počítačom, posunúť ľudstvo o ďalší, i keď malý krok vpred.“
Všetky podklady k Filovmu projektu sú verejne dostupné na platforme GitHub.
Spracoval: kolektív NCP VaT pri CVTI SR
Foto: archív Damiána Fila
Uverejnila: VČ