Опыт с емкостью и электродами

#биомедлестница

Сегодня провёл со студентами опыт по нахождению источника в ёмкости с водой с помощью массива электродов.

Надо сказать, прошло более гладко, чем я себе представлял. Материалов, которые я подготовил, оказалось достаточно, не пришлось бежать ещё за одной пачкой соли (чтобы сделать воду более электропроводимой), всё измерилось и посчиталось. Некоторые проблемы, которые возникали в ходе опыта мы устранили либо вместе, либо были решены самими студентами.

Смысл опыта - контейнер с водой это модель клетки или органа, электроды - точки измерения (могут быть как инвазивными, так и лежать на поверхности, например, на скальпе). Через разницу потенциалов, которые можно считать с электродов, которая возникает из-за различного расстояния до источника, можно аппроксимировать источник сигнала (например, горящий нейрон). Простой принцип, но с довольно интересной для студентов, на мой взгляд, реализацией.

Делюсь фотографиями:

На дне контейнера - электрод-масса, сверху лежат массивы измерительных электродов

Обычная водопроводная вода оказалась достаточно проводимой, но мы на всякий случай добавили примерно 10 грамм соли

Погруженные в воду электроды. Один из них - монополярный источник сигнала (для этой группы это был обычный синус, чтобы лишнюю сложность не создавать), другие (мы измеряли через 4 электрода) - измеряют разницу потенциалов по отношению к электроду-массе на дне.

Весь сетап выглядит так: генератор сигналов, осцилоскоп (для контроля), BIOPAC (по идее он для биомедицинских измерений, но мы его и для таких вот обучающих целей используем), контейнер, электроды и ноутбук. На заднем плане водоплавающие киндер-яйца с электронной начинкой, которые были в изначальном опыт в бассейне.

Измерение потенциалов через BIOPAC (начали с двух каналов)

Примерно так должен выглядеть результат алгоритма. Черные точки - измерительные электроды, красный круг - линейное решение, треугольник - нелинейное решение, крест - реальная позиция источника. В данном случае это симуляция, и, странным образом, она работает хуже, чем реальное измерение. Видимо, из-за слишком рандомных чисел потенциалов, которые я зафейсролил вместо нормального ввода

После опыта я сразу переписал руководство (мне этот опыт вести, видимо, ближайшие пару семестров), с учётом мест, в которых было не совсем понятно что делать. Добавил в них фотографии, ну и в целом привёл в более менее законченный вид.

Посмотрим, что принесут студенты в качестве решения - ведь опыт это только малая часть работы. Основная - реализовать чей-то чужой алгоритм, или сделать микс из методов, представив своё решение. Я пообещал им всячески помогать, потому как они первая группа, делающая этот опыт и респект им за смелость - могло оказаться, что опыт либо слишком сложный, либо вообще не выполнимый (так уже было с подобным этому опытом во время летней школы - там сигналы в бассейне измерялись слишком слабо). Также я выгрузил в облако для студентов пару публикаций, чтобы им было с чего начать копать теорию и чуть позже отправлю обновлённое руководство, в котором им, может быть чем-то ещё поможет.

В общем, я доволен, и надеюсь, подготовка опыта будет мне зачтена в виде двух недостающих кредит-пунктов.

EVOpit.log

https://t.me/evopit:

Хроника продвижения по карьерной лестнице инженера биомедицинской техники.

Бонусом: концентрат трансгуманизма, гаджетов и биохакинга.