|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Математическое моделирование инерциальных механорецепторов системы бионавигации, их классификация и сертификация качества пилотирования на динамических тренажѐрах со стереоэкраномНИР
Mathematical modeling of bio-navigation system’s inertial mechanoreceptors, their classification and certification of the quality of piloting on dynamic simulators with a stereoscreen
- Руководитель НИР: Александров В.В.
- Участники НИР: Бугров Д.И., Бурлаков Д.С., Кручинина А.П., Латонов В.В., Лебедев А.В., Лемак С.С., Селиверстова Е.П., Чертополохов В.А., Шуленина Н.Э.
- Подразделение: Кафедра прикладной механики и управления
- Срок исполнения: 1 января 2016 г. - 31 декабря 2018 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): РФФИ 16-01-00683
- Номер ЦИТИС: АААА-А16-116021510179-0
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Дифференциальные уравнения, динамические системы и оптимальное управление
- ПН России: Транспортные и космические системы
-
Рубрики ГРНТИ:
- 30.15.23 Теория управления и регулирования движения
- 30.51.43 Биомеханика
-
Ключевые слова:
дифференциальная игра, управление движением, персональная ориентация в пространстве, максиминное тестирование, тестирующий тренажер, мэмс-корректор
-
Описание:
А) Математическое моделирование инерциальных механорецепторов, являющихся одной из основных частей системы бионавигации и обоснование их возможной классификации. Б)Программное обеспечение 3Д- визуальной имитации для шлема виртуальной реальности. В)Математическое обеспечение динамической и гальванической имитации управляемого движения для стендов типа центрифуги и для стендов опорного типа. Г) Гарантированное тестирование качества пилотирования или более подробно - качества условного рефлекса по управлению движущимся объектом в экстремальных условиях. Первые две задачи позволяют также выделить из системы бионавигации вестибуло-окулярную подсистему, ответственную за позиционирование человека в пространстве и передачу соответствующей информации в отделы головного мозга (гипокампо и др.) для еѐ хранения и использования в будущем.
-
Планируемые результаты:
1. Публикация статьи «Математическая модель биосенсора углового ускорения поворота головы в горизонтальной плоскости (математическая модель формирования информационного процесса в латеральных полукружных каналах вестибулярного аппарата)». 2. Разработка программного обеспечения для шлема виртуальной реальности. 3. Решение антагонистической дифференциальной игры в рамках алгоритма гарантированного максиминного тестирования качества робастной стабилизации.
-
Основные результаты:
1. Создание алгоритмов визуальной имитации окружающей среды на 3Д экране шлема виртуальной реальности и анализ необходимости добавления средств динамической имитации и гальванической имитации управляемого движения в этой среде. 2. Дальнейшее совершенствование созданных алгоритмов гарантированного максиминного тестирования качества полуавтоматического управления движением и разработки новых алгоритмов с учѐтом смешанных стратегий в соответствующей антагонистической игре.
- Добавил в систему: Лемак Степан Степанович
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Математическое моделирование инерциальных механорецепторов системы бионавигации, их классификация и сертификация качества пилотирования на динамических тренажѐрах со стереоэкраном |
| Результаты этапа: | ||
| 2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Математическое моделирование инерциальных механорецепторов системы бионавигации, их классификация и сертификация качества пилотирования на динамических тренажѐрах |
| Результаты этапа: | ||
| 3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Математическое моделирование инерциальных механорецепторов системы бионавигации, их классификация и сертификация качества пилотирования на динамических тренажёрах со стереоэкраном |
| Результаты этапа: Была реализована новая технология виртуальной реальности – гальваническая вестибулярная стимуляция (GVS-technology) для имитации быстрых угловых движений ЛА на пилотажно-динамических стендах опорного типа, что может позволить улучшить подготовку пилотов гражданской авиации навыкам пилотирования в экстремальных ситуациях. Были исследованы различные схемы применения гальванической стимуляции вестибулярной системы пилота. Проведены исследования применения технологии гальванической вестибулярной стимуляции (GVS). Выбор параметров стимуляции предложено делать на основе решения задачи о возбуждении активности афферентного первичного нейрона. Математическая формулировка этой задачи сводится к решению задачи о переходе в бистабильной системе. Ее решение позволяет выбирать параметры требуемого для возбуждения активности нейрона внешнего гальванического воздействия, в том числе его амплитуды, частоты и длительности стимуляции. Проведено математическое моделирование перехода из области ожидания механического стимула в область генерации информационного ответа первичного нейрона под действием гальванического тока. Найдены минимальные времена требуемой стимуляции при различных периодических законах формирования стимулирующего тока. Эксперимент «Вектор-МБИ» на международной космической станции МКС является одним из этапов создания автоматического корректора стабилизации взора. Разработано техническое задание на проведение космического эксперимента на борту Международной космической станции по применению методики GVS в целях коррекции вестибуло-сенсорного конфликта невесомости. В рамках проекта были разработаны новые подходы к решению игровой задачи первого этапа методики тестирования. Разработана методика применения смешанных стратегий тестирования при вычислении тестирующих возмущений, применяющихся во время тренировок пилотов на динамических стендах. Применение такого подхода обеспечивает существование седловой точки игровой задачи, что позволяет провести объективную оценку действий пилота. Качество имитации реальных условий полета ЛА обеспечивается также и адекватным воспроизведением динамических воздействий на пилота в процессе проведения тестирования и тренировок в экстремальных условиях. В рамках проекта разработаны новые алгоритмы динамической имитации для стендов опорного типа и стендов на базе центрифуги с управляемым кардановым подвесом, что позволяет повысить качество стенда. Анализ движений глаз при создании, тестировании и эксплуатации тренажеров позволяет давать объективную оценку создаваемой имитации, а также сравнивать тренажерную симуляцию с реальным и модельным движением. Предложен числовой критерий для оценки наличия или отсутствия сенсорного конфликта, применимый к данным, получаемым при помощи высокоточного окулографа. Проведены эксперименты на базе психологического факультета МГУ по записи саккадических движений глаз. Показано наличие пре- и постсаккад. Проведено достоверное определение форм одиночных саккадических движений. На основании полученной статистики, сделан вывод о присутствии разных форм саккад у здоровых испытуемых. Исследован ряд оптимальных задач, моделирующих саккадическое движение глаза, в том числе задачи с фазовыми ограничениями, и некоторые вспомогательные задачи. Полученные результаты моделирования согласуются с экспериментальными данными. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".