Система бесконтактного УЗ-мониторинга психофизиологического состояния и когнитивной нагрузки
1. Суть проекта Разработка портативного B2B/OEM-модуля бесконтактной ультразвуковой локации (40 кГц) для непрерывной регистрации дыхания и микродвижений грудной клетки человека.
2. Проблема Существующие решения для мониторинга дыхания имеют критические недостатки:
-
Контактные датчики (нагрудные ремни, датчики потока) вызывают тактильный дискомфорт и неприменимы при ожогах или травмах кожи.
-
Видеоаналитика нарушает приватность потребителя и требует высоких вычислительных мощностей.
-
Радары миллиметрового диапазона (mmWave 60 ГГц) имеют высокую стоимость (чипы от 15 000 руб.) и сложны в отладке DSP.
3. Предлагаемое решение и техническая реализация Автономный ультразвуковой измерительный модуль с локальной обработкой данных (Privacy-First):
-
Блок генерации: Излучатель MA40A5S, запитанный от генератора 40 кГц на NE555P.
-
Приемный аналоговый тракт: Приемник MA40A5R соединен с двухкаскадным высокоомным предусилителем на ОУ LMV358 (неинвертирующее включение, средняя точка на 2.5В
-
Детектирование: Активный амплитудный детектор (LMV358 + диод 1N4148 + RC-интегратор) выделяет низкочастотную огибающую дыхания.
-
Оцифровка: Данные с АЦП (100 Гц) передаются через Serial-интерфейс.
4. Экономика и Бизнес-модель (B2B / OEM)
-
Себестоимость компонентов (BOM): ~840 рублей.
-
Целевая стоимость модуля: ~3 500 рублей (в 4–5 раз дешевле импортных mmWave-аналогов).
-
Монетизация: Поставка отлаженных OEM-модулей производителям медицинского, реабилитационного и психофизиологического оборудования (сертификацию конечного прибора осуществляет интегратор).
5. Текущий задел (Traction)
- Спроектирована, собрана и отлажена принципиальная электрическая схема.
- Проведена модернизация приемного каскада и усилителя: полностью устранена паразитная генерация (самовозбуждение) ОУ LMV358, отфильтрованы наводки.
- В лабораторных условиях получена стабильная огибающая сигнала, отраженного от грудной клетки (подтверждена регистрация актов вдоха и выдоха на осциллографе).
6. Цель в Акселераторе
Перенос отлаженной схемы с макетной платы на трассированную двухслойную печатную плату (PCB) в SMD-исполнении, экранирование аналогового тракта, разработка по для анализа данных, упаковка B2B-предложения и подготовка заявки на грант «Студенческий стартап» (1 млн руб.).
