Wykorzystanie inżynierii cyfrowej do zbadania warunków, które prowadzą do uszkodzenia mózgu

Badacz inżynierii z University of Texas w Arlington, który bada urazowe uszkodzenie mózgu, otrzymał fundusze na wykorzystanie komputerowych symulacji ruchu, które odtwarzają ruchy osoby wykonującej czynności, które mogą prowadzić do urazu.

Projekt, finansowany z grantu w wysokości prawie 1 miliona dolarów z Programu Instrumentacji Badawczej Uniwersytetu Obrony i Marynarki Wojennej (DURIP), wykorzysta dane w czasie rzeczywistym na temat interakcji głowy manekina i ciała manekina, aby ustalić obrażenia fizyczne, które mogą wynikać z tych ruchów.

Ashfaq Adnan, profesor UT Arlington na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Lotniczej, kieruje projektem o nazwie „System zdalnego mapowania danych ruchu i analizy ryzyka uszkodzenia materiałów biologicznie istotnych przy użyciu inżynierii cyfrowej w czasie rzeczywistym”. Na obecnym etapie buduje system, który umożliwi odtworzenie ruchu poruszającego się obiektu, czy to poruszającego się pojazdu, czy też osoby.

Wyobraź sobie, że płyniesz łodzią motorową po Oceanie Spokojnym i panuje tam dużo wibracji. Korzystając z czujników i tego, co rejestrują, możesz następnie wygenerować te same ruchy w laboratorium i przeanalizować je, aby znaleźć to, co może wywołać infekcję”.

Ashfaq Adnan jest profesorem na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Lotniczej Uniwersytetu w Arlington

Wierzy, że ten projekt znacznie poprawi istniejące dane z czujników ze względu na ich dokładność, szybkość i zdolność do generowania efektów ruchu i analizy ryzyka. Zintegrowany system może przeprowadzić analizę ryzyka infekcji w ciągu kilku sekund w porównaniu z konwencjonalnymi systemami, ponieważ dane muszą zostać pobrane, przesłane do laboratorium i zebrane, zanim system komputerowy będzie mógł wydać zalecenia.

„Nazywa się to geometrią cyfrową i jest nową dziedziną obliczeniowej replikacji realistycznego środowiska w przestrzeni trójwymiarowej” – powiedział Adnan. „Budują komputerowy model ruchu i uderzenia, biorąc pod uwagę rozmiar osoby. Następnie testujemy to w czasie rzeczywistym.

„Prawdopodobnie prześledzimy twoje wrażenia z wypadku, utworzymy twojego cyfrowego bliźniaka w naszym laboratorium i przeanalizujemy, czy jesteś bezpośrednio narażony na obrażenia. Możemy użyć twojego cyfrowego bliźniaka i zastosować go do określonych działań, aby zmierzyć wpływ te działania na twoje życie”.

Pole bitwy i boisko do piłki nożnej to oczywiste teatry, na których mogą wystąpić urazy głowy lub ciała, a obecna technologia mająca na celu zapobieganie urazom lub ich zmniejszanie często przyjmuje uniwersalne podejście. Adnan powiedział, że jego nowy system może również doprowadzić do powstania czujników do noszenia dla seniorów, które ostrzegają opiekunów lub pracowników służby zdrowia o ekstremalnych ruchach, takich jak upadki.

Projekt Adnan poprawi życie wielu ludzi, powiedział Irian Armanious, kierownik Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Lotniczej.

„Badania dr Adnana nad traumatycznymi uszkodzeniami mózgu wciąż przesuwają granice wiedzy i przybliżają nas do zrozumienia, jak najlepiej wykrywać i leczyć te urazy” — powiedział Armanious. „Dodanie tego urządzenia różnicuje UTA i poprawia jakość życia w przypadku urazów pourazowych”.

Granty DURIP wspierają infrastrukturę badawczą dla studentów studiów licencjackich niezbędną do prowadzenia wysokiej jakości badań istotnych dla Marynarki Wojennej. Grant jest przeznaczony na pozyskanie narzędzi badawczych niezbędnych do prowadzenia tak nowatorskich prac.