A szakemberek a biológiai rendszerek elveit használják fel technológiai eszközök, például mesterséges érzékszervek vagy idegi interfészek fejlesztésére. A terület ma már nem csupán az agy–gép interfészekről vagy futurisztikus protézisekről szól, hanem arról is, miként lehet az emberi test működését – az idegrendszertől az izmokon át a mozgásig és az érzékelésig – mérni, értelmezni és technológiával kiegészíteni.

A világ vezető gazdaságai milliárdokat fektetnek bionikus végtagokba, intelligens szenzorokba és a neurális adatfeldolgozásba. Észak-Amerika vezető szerepét mára Kína és a Távol-Kelet vette át a területhez kapcsolódó fejlesztésekben és kutatásokban. Európában a helyzet ambivalens: a bionikai és info-bionikai rendszerekre épülő piac erős mérnöki és orvostechnológiai bázissal rendelkezik, az európai országok (például Németország, Franciaország, az Egyesült Királyság) jelentős részt vállalnak a klinikai alkalmazásban, azonban a kutatási-fejlesztési kapacitás nagyon korlátozott a szabályozási kötöttségek, valamint a befektetési lehetőségek miatt. Az emberig jutó fejlesztések egyik utolsó kutatási-oktatási intézménye azonban épp Magyarországon található. „A Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai és Bionikai Karán foglalkozunk a biológia mérnöki művelésével, ami, az emberig eljuttatható fejlesztésekben is testet ölt. Kutatásainkat nemzetközi együttműködésekben is láthatóvá tudjuk tenni. Óráimon arra törekszem, hogy a hallgatókat a klinikai valósággal is megismertessem. Mivel egyre inkább szükséges mérnöki szempontokat is érvényesíteni a mindennapi orvoslásban, fontos, hogy az orvosok és mérnökök megtanulják egymás munkamenetét, gondolkodását.” – emeli ki dr. Hillier Dániel, a Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai és Bionikai Kar egyetemi adjunktusa, a HUN-REN TTK Kognitív Idegtudományi és Pszichológiai Intézete Látás Rendszerszintű Neurobiológiája Kutatócsoportjának vezetője.

A neurális technológiák, az idegrendszerrel való gépi kapcsolatlétesítés – akár a jelek kiolvasása, akár a stimulációs jelbevitel – ma a tudomány egyik legnehezebb mérnöki kihívása. „Ezek mind nagyon-nagyon nehéz feladatok, hiszen a biológia máshogy működik, mint az elektronika. A terület fejlődésének egyik legnagyobb akadálya éppen az, hogy a két világ – az élő rendszerek komplexitása és a digitális eszközök precizitása – csak akkor kapcsolható össze, ha olyan szakemberek dolgoznak rajta, akik mindkét oldal működésének alapelveit értik.” – hangsúlyozza dr. Iván Kristóf, egyetemi docens, az Info-bionika mérnöki mesterképzés szakfelelőse. „Nem csupán mérnöki vagy biológiai tudást adunk át, hanem személetet, amelyben ez a két fajta gondolkodás nem párhuzamosan működik, hanem szervesen egyesül. Igyekszünk már diplomamunkáknál, doktori témáknál is olyan problémákat adni, amelyeknél a hasznosítás és a piaci igény kézzelfogható.” – teszi hozzá a szakember.

A képzésben részt vevők olyan eszközök és rendszerek fejlesztésével ismerkednek meg, amelyek képesek idegi interfészeket kezelni, valós idejű biológiai adatokat elemezni és mérni, vagy új generációs rehabilitációs technológiákat létrehozni, ideértve az agy-gép interfészeket, a szenzoros robotikát, a bionikus protéziseket és más, a klinikai gyakorlatban használható megoldásokat. Az egykori hallgatók ma már olyan cégeknél dolgoznak, mint a Richter, a 77 Elektronika, a Philips, General Electric vagy az OnCompass. Ezen felül olyan startupok kötődnek hozzájuk, mint az adatbázisok számítógépes modellbe integrálásával sejtszimulációs szoftvert fejlesztő Cytocast, valamint az emberi anatómiát szövetről-szövetre leképező, bionikus robotok és protézisek gyártástechnológiájának fejlesztésével foglalkozó Allonic. A Pázmány ITK-n lévő kutatási központok a hazai medtech és egészségipari ökoszisztémát erősítik, és nemcsak a szakemberek képzését szolgálják, hanem hosszú távon globális versenyképességet is építhetnek Magyarország számára egy gyorsan növekvő, stratégiai területen.

Info: https://kepzes.itk.ppke.hu/infobionika/

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Info-bionika: protézisek, neurális technológiák appeared first on Műszaki Magazin.

Jelentőségét mutatja, hogy idén a fizikai és a kémiai Nobel–díjat is a területhez kapcsolódó szakembereknek ítélték oda. Magyarország oktatási szempontból alakítja a trendeket a bionikában.  Európában ugyanis legrégebb óta a Pázmány Péter Katolikus Egyetemen hallgatható külön mérnöki szakként a molekuláris bionika, ahol a hallgatók olyan kutatásokban és fejlesztésekben vehetnek részt, amelyek világszerte előremutatónak számítanak. Többek között látássérültek mindennapi életvitelét segítő applikációt, intelligens protéziseket, érzékelő robotikai és orvosdiagnosztikai eszközöket is fejlesztenek. 

A bionika az egyik leggyorsabban növekvő mérnöki tudományterület, a szektor a befektetők szerint is kiemelt profitábilitással rendelkezik. A The Business Research Company 2024. októberében publikált elemzése szerint piaca a 2023-as 12,39 milliárd dollárról 2024-re várhatóan 13,62 milliárd dollárra, míg 2028-ra 19,93 millió dollárra emelkedik, évenkénti átlagos 10 %-os növekedés mellett. Az egyik leginnovatívabbnak számító tudományterületen dolgozó szakemberek az emberek egészségéért és életminőségének javításáért dolgoznak. Idén a fizikai Nobel-díjat John J. Hopfield, a Princeton Egyetem kutatója és Geoffrey Hinton, a Torontói Egyetem kutatója nyerte el a mesterséges intelligencia kutatásában kulcsszerepet játszó gépi tanulásos kutatásaikért, míg a kémiait megosztva David Baker az új fehérjék tervezéséért, Demis Hassabis és John Jumper a fehérjék háromdimenziós szerkezetének mesterséges intelligencia alapú meghatározásáért kapták.

„A mesterséges intelligencia és a neurális hálózatok alapjairól nálunk már első évfolyamon tanulnak a hallgatók, később pedig olyan kutatásba is bekapcsolódhatnak, amelyben már két éve azon dolgozunk, hogy az AlphaFold elnevezésű, mesterséges intelligencia alapú rendszer segítségével a fehérjék minél pontosabb neurális hálózatrendszerét építsük föl. Az idei eredmények tükrében már kimondhatom, nálunk a diákok nemcsak az emberek életminőségét javító ismeretekre tehetnek szert, hanem már több mint 20 éve tanítjuk azt, amiért idén két Nobel-díjat is adtak”

– emeli ki Dr. Cserey György, a Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai és Bionikai Karának dékánja.

Az egyetemen Európában elsőként 2008-ban kezdték meg a molekuláris bionika alapképzést a Semmelweis Egyetemmel közösen, ahol a hallgatók már az első évfolyamon bekapcsolódhatnak fejlesztésekbe, kutatásokba. Mivel az oktatók külföldi tapasztalattal rendelkeznek – van, aki a Harvardon, a Müncheni Egyetemen vagy éppen Oxfordban tanult –, valóban nemzetközileg jegyzett kutatásokban vesznek részt. Mindvégig támogatják az egyedi ötletek megvalósítását, akár cégalapításig eljuttatva a diákokat. Ezzel a képzés a külföldi egyetemekkel összevetve is kivételesnek számít. A tanulmányok során olyan tudományterületekkel találkozhatnak, mint a számítógéppel segített gyógyszeripar, az orvosi biotechnológia, bioinformatika, bioprotézis-fejlesztés vagy a nanotechnológia.

A biológiai és műszaki tudományokat ötvöző bionika az egyik legfiatalabb, ám leggyorsabban fejlődő tudományterület nagyon erős ipari háttérrel, hiszen a legnagyobb orvosi képalkotó, gyógyszer- és rehabilitációs eszközöket fejlesztő cégek és a robotika is hasznosítják a terület innovációit. A szakemberek olyan eszközöket képesek fejleszteni, amelyek korábban a science fiction filmekben voltak láthatók. A PPKE-ITK hallgatói folyamatosan fejlesztik a már több tízezer ember által használt LetSee applikációt, amely a látássérültek mindennapos problémáira ad hatékony megoldásokat, a kutató-fejlesztői csapat már több nemzetközi technológiai versenyen bizonyította, hogy fejlesztésük a legjobb eszközként javítja a látássérültek életminőségét. Intelligens protéziseken dolgoznak; egykori hallgatójuk, Tasi Benedek például az egyetemi évei alatt kezdte el fejleszteni azt az anatómiailag pontos robotkezet, amely nem a gép, hanem az ember oldaláról közelíti meg a művégtagok kérdéskörét. Saját vállalkozásában mai napig együttműködik az egyetemmel, hallgatónak is gyakorlati helyet adva, és olyan kérdéseken dolgoznak, hogy a robotkéz vezérléséhez hogyan lehet bionikus ember-gép interfészt fejleszteni, milyen szenzorokat lehetséges integrálni a bőrbe, vagy hogyan lehet érzékeny, ám mégis tartós borítást készíteni a protézisre.

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Egészségünk és gazdaságunk jövőképe: berobbant a bionika mérnöki tudománya appeared first on Műszaki Magazin.