Пермские ученые создали антропоморфный симулятор для обучения студентов-стоматологов
От качества обучения врачей зависит не только состояние здоровья людей, но и продолжительность их жизни. Для того чтобы идти в ногу со временем, в учебный процесс студентов все чаще внедряют новые технологии, например, симуляторы, компьютерные программы и другие инновации. Но чаще всего такие разработки требуют наличия вспомогательного оборудования, а также постоянного участия преподавателя. Кроме того, не все устройства могут воспроизвести реальные условия, что очень важно при подготовке врачей, в том числе и стоматологов. Это обстоятельство способно привести к ошибкам с настоящим пациентом, что может испортить его здоровье или эстетику лица. Ученые Пермского Политеха, совместно с коллегами из Пермского государственного медицинского университета имени академика Е.А. Вагнера и МГМСУ имени А. И. Евдокимова, в рамках межвузовского консорциума, разработали робот-тренажер, который приблизит подготовку студентов-стоматологов к реальным условиям медицинской клиники, а также позволит оценить качество работы с помощью нейросети.
Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Исследование было представлено на конференции молодых исследователей России по электротехнике и электронике «2023 ElConRus» в Санкт-Петербурге.
По словам ученых, создание тренажера на базе антропоморфного робота, то есть похожего на человека, для проведения практических занятий студентов-стоматологов позволит автоматически оценивать навыки учеников без участия преподавателя. Кроме того, использование подобного андроида в качестве основы обеспечит обратную связь от «пациента» в виде движений и речи.
Существующие симуляторы, используемые в стоматологии – «фантомы», представляющие собой обычные челюсти, дают лишь приблизительное представление о процессе лечения зуба у живого человека, поскольку студент получает обратную связь не от реальных факторов, таких как изменение в структуре зуба в лунке, а от специальных тестов, которые проводит преподаватель. В результате ученик получает лишь теоретическое представление о том, как должен проходить рабочий процесс, а реальные навыки приобретает уже во время работы с настоящими людьми.
«Мы разработали стоматологический антропоморфный робот-тренажер, который позволит объективно оценить навыки студента, используя несколько моделей зубов, включая «смарт-зубы» с набором датчиков. Помимо практических занятий, симулятор позволяет изучать теоретические аспекты дисциплин, способен проводить опросы по темам практических занятий и лекций, а также оценивать тестовые задания благодаря интерактивной составляющей. Основой устройства является система оптического распознавания, которая проверяет правильность работы студентов», — рассказывает доцент кафедры «Автоматики и телемеханики» ПНИПУ, кандидат технических наук, Андрей Кокоулин.
Для обучения студентов учеными был создан робот-симулятор, имитирующий пациента, способного вести диалог и выполнять движения. Робот оснащен сменной челюстью со сменными зубами нескольких видов, которая изготовлена из резиновых и пластмассовых материалов, по твердости соответствующих настоящей зубной эмали, что дает ученику основную информацию о структуре человеческих зубов. Робот подготовлен к четырем видам стоматологических работ: лечение кариеса, препарирование под коронку, лечение канала и удаление зуба.
В зависимости от вида практического занятия можно использовать стандартные монолитные зубы, либо специальные, имеющие полости с цветным наполнителем или датчики. Эта система позволяет студентам видеть структуру настоящего зуба при препарировании. А специально обученная нейросеть оценивает глубину, ширину, ровность, однородность снятого материала и прочие признаки при сверлении. По словам ученых, данное решение позволит избавиться от постоянного контроля преподавателя и использования дополнительного оборудования, например, рентгена, а также повысит объективность оценки работы студента.
«Смарт-зубы состоят из проводящей подложки, проводящего геля, контактной площадки и разделены на две части. Все элементы образуют электрическую цепь, которая реагирует на контакт с инструментом и посылает сигнал на плату. Нижняя часть умных зубов имитирует их внутреннюю структуру. Верхняя секция представляет собой часть коронки зуба заданной формы. Вместе они обеспечивают полную имитацию работы с настоящим зубом. Поскольку инновация имеет обратную связь, нет необходимости в дополнительном оборудовании, которое учит студента ориентироваться, используя только свои знания.
Также не требуется постоянное присутствие преподавателя, что позволяет большому количеству студентов-стоматологов заниматься одновременно. Кроме того, мы внедрили и обучили нейросеть, способную распознавать успешность выполненной работы. На первом этапе система определяет и отражает изображение зуба, а на втором шаге проводит анализ, используя модель, обученную на сотнях правильных и ошибочных случаев», — говорит заведующий кафедрой «Автоматики и телемеханики» ПНИПУ, доктор технических наук, Александр Южаков.
Также, по словам ученых, симулятор способен проводить опросы по темам практических занятий и лекций и оценивать тестовые задания. Таким образом, робот-тренажер, созданный учеными Пермского Политеха, сможет приблизить обучение студентов близким к реальным.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Израильские биологи научили родственника табака самостоятельно вырабатывать пять психоделических веществ, которые в природе происходят из трех царств: растений, грибов и животных. Для этого ученые впервые расшифровали природный путь выработки ДМТ, а затем перенесли нужные гены в один организм.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Израильские биологи научили родственника табака самостоятельно вырабатывать пять психоделических веществ, которые в природе происходят из трех царств: растений, грибов и животных. Для этого ученые впервые расшифровали природный путь выработки ДМТ, а затем перенесли нужные гены в один организм.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно