1 Дизайн-исследование
1.1 История развития и распространения нейростимулятора
Изначально технологи применялась в лечении различных патологических состояний, которые сопровождаются болью в ногах и спине. Также использовалась в лечении эректильной дисфункции, при нарушении функций тазовых органов.
Первоначальная методика заключалась в установке на поверхности спинного мозга электрода, к которому подается стимул со стимулятора, который вшивается под кожу. Перед окончанием имплантации стимуляторов проводятся тестовые стимуляции, когда электрод выводится наружу и подключается к внешним стимуляторам, для подборов параметра стимуляций и оценивания эффективности каждого конкретного случая.
Далее, с ходом эволюции данной технологии, ее стали использовать не только в острых клинических случаях, когда, например, не оставалось иного выбора для людей с острыми нарушениями нервной деятельности, вызывающую у них дисфункцию нижнего и верхнего поясов, либо случаях, когда из-за нервных нарушений вызывалась острые соматические болевые ощущения, которые гасились стимуляцией нервных окончаний, либо групп нервных клеток, но и в случаях, когда стало возможным добиться пробития электромагнитным импульсом толщины черепной коробки, для стимуляции деятельности некоторых его отделов.
Рис. 1. Эффекты нейростимуляции от российского устройства Brainstorm.
1.2 История развития и распространения шлема управления коляской
Первый эксперимент по успешным “считываниям” команд из человеческой головы был проведен еще в 20 веке. А уже меньше чем через десятилетие, очередные достижения в "управлениях силами мысли” стали вполне привычными новостями.
При помощи разнообразных технологий, группы людей, в том числе, некоторые из них с полной парализованностью, учатся управлению компьютерных программ, инвалидных колясок, автомобилей и робо-протезов.
Эксперименты с животными по “управлению мыслью” с помошью различных устройств, дали множество новейших знаний о работе мозга и о возможностях по его использовать в качестве сразу нескольких универсальных “пультов управления”. Но близлежащие задачи, которые стояли и будут стоять перед исследователями, которые работают с человеческим мозгом — это создать группы устройств, удобными для использования в полноценном взаимодействии со средой, окружающей парализованных людей и нас всех.
Еще в 90-х годах Роем Бэкэй и Филиппом Кеннеди был начат эксперимент по “извлечению” сигнала из черепной коробки. В 1996 году в Университете Эмери Атланты ими было получены разрешения о проведении серии экспериментов над безнадежно больными людьми. Первые опыты не были завершены — женщина, над которой они проводились, к сожалению, скоропостижно скончалась. Последние-же прошли успешно. В 1998 году художнику и музыканту Джонни Рею (1944–2002), тяжело парализованному из-за травм в стволе спинного мозга (так называемый синдром “запертого человека”), довелось стать пионером в связывании компьютера с мозгом. В его мозгу были имплантированы микроэлектроды, срастающиеся с нервными клетками, которые в последствии срастания сумели соединить с компьютером. Рэю была поставлена задача, ем необходимо было размышлять простейших движений, таких как поднятие руки, движение кончиками пальцев, поворот шеи, кивок головой, моргание и т.п. Нервный импульс, выходящий из мозга в компьютер, и который соответствовал этому движению, был запрограммирован для управления курсором на компьютерном экране, стоящем перед испытуемым.
Экспериментом было показано, что, в целом, человеческое обучение примерно приравнено обезьяньему в Институте Дюка. По окончанию тренировок, Рэю было подвластно управление курсором, набор текста побуквенно и даже генерирация музыкальных сигналов. Когда Бэкэй и Кеннеди спросили у него, что он чувствует, когда управляет курсором, он медленно написал "ничего".
Шаг за шагом, технология и в этом случае подошла, кажется, к конечному своему виду, беспроводные датчики, которые не нуждаются в имплантации, которые закрепляются на человеке с ограниченными возможности для считывания деятельности коры головного мозга и дальнейшей переработки в сигналы, с которыми справляются микроплаты, размером не больше монеты.
Рис.2 полностью парализованный человек управляет роботом мыслью
1.3 Анализ проектной ситуации нейростимулятора и шлема
Для проведения анализа ситуации были созданы маркетинг-листы, отражающие метаданные, необходимые для дальнейшей рентабельной разработки концепции.
В первую очередь был проведен анализ усредненного потребителя, как для шлема управления инвалидной коляской, так и для устройства нейростимулятора.
Рис.3 усредненный потребитель нейростимулятора.
Рис.4. усредненный потребитель шлема управления инвалидной коляской.
Из диаграмм, иллюстрирующих усредненного потребителя (приложение1-2) можно сделать выводы о потенциальном клиенте, у которого будет востребована продукция данной категории. Эта информация позволит в дальнейшем, при проектировании добиться максимальной персонализации изделия для конечного потребителя с целью повышения рентабельности производства.
Следующим шагом была схема учета себестоимости для шлема управления инвалидной коляской и нейростимулятором, в которой визуально наглядно указаны факторы, формирующие цену изделия (приложение 3).
Рис.5. схема факторов себестоимости.
1.4 Анализ существующих дизайн-аналогов
На основе полученных данных, которые передают информацию о потребностях потребителя, и информацию о себестоимости конечного изделия, с целью аналитической разведки рынка были рассмотрены предложения аналогичных изделий, существующих на рынке, оценены их ценовые характеристики, визуально-эстетические характеристики, и рассмотрен материалы изготовления корпуса, наравне с инженерными изысканиями и решениями формы корпуса для изделий типа нерйростимулятор и шлем для управления инвалидной коляской (прил. 4-5).
Рис. 6 аналоги нейростимулятора
Рису. 7 аналоги шлема
1.5 Проектный анализ
Для перехода к следующему разделу – поиску художественных решений
Необходимо провести проектный анализ аналогов, который включает в себя следующие пункты:
• Визуальный анализ
• Функциональный анализ
• Анализ конструкции
• Анализ технических характеристик
Визуальный и последующие анализы производились попарно для изделий типа нейростимулятор и шлем управления инвалидной коляской.
В стилистических решениях разработчики как правило преследуют внешний вид футуристичной стилистической направленности. Корпусы изделий выполнены из стойких, некомбинированных мономатериалов, текстурных и фактурных решений не было обнаружено. Визуально-эстетические нужды разработчики удовлетворяют с помощью сложно полигональной формы оболочки, плавности и подсознательной эргономичности линий, минималистичности дизайна. В большинстве решений (если они вызваны не только функциональной направленностью) присутствует подсветка. Цветная, рассеянная, переносимая котражурная подсветка до сих пор ассоциируется у человека с будущим.
В функциональном аспекте-все изделия, будь то нейростимулятор, либо шлем - средства, выполненные в форме головного убора, на котором закреплены катоды и аноды, играющие роль стимулятора, либо датчика, в зависимости от спецификации изделия. Дополнительные функции-наличие кнопки включения, либо аналоговых манипуляторов, наличие подсветки и аналоговой индикации.
Конструкции двух классов изделий-схожи, их схожесть описана ранее, начиная с раздела 1.1. Любопытные конструкционные решения – возможность регулировки размера головного убора, возможность регулировки размещения датчиков и стимуляторов в зависимости от индивидуального строения тела пользователя. В конструкционных решениях разработчики преследуют общую идею – облегчение массовых характеристик и уменьшение габаритных свойств изделия.
Ряд технических характеристик предоставлен заказчиком для всех типов изделий [приложение 6], поэтому аналоги не нуждаются в рассмотрении.
С опорой на всю ранее перечисленную информацию был составлен мудборд требований к нейроприборам, который позволяет перейти к следующему этапу дизайн-проектирования [приложение 7].
Рис. 8 требования к нейроприборам
2. Проектный анализ
2.1 Художественный образ
смотря на формфактор аналоговых решений в виде наголовных обручей можно понять, что данное решение является эволюционным, пройдя несколько поколений изделий. В итоге было принято решение сохранить форму, эмитирующую обод.
Для рождения образа был предпринят способ ассоциативного ряда, описанного Юнгом. Результатом этого приема стали следующие ассоциативные последовательности:
• Обруч-повязка-плетение-венок
• Разум-мудрость-способность-многозадачность-Цезарь
• Нейроны-сети-сплетения-корни-деревья-ветви
Результатом трех опорных слов стали ответных слова:
Венок, цезарь, ветви.
По крайне любопытному случайному совпадению, у всех этих слов прослеживается логическая взаимосвязь и они являются параллельными ассоциативными рядами друг друга. Обратившись к открытым источникам информации можно понять, что существует устойчивое выражение «лавровый венок Цезаря»
