„Érzem, hogy valami jónak a küszöbén állok”

Új kutatócsoport létrehozására kapott támogatást az MTA Lendület Programjának legutóbbi kitüntetettje, Insperger Tamás, a GPK Műszaki Mechanikai Tanszék egyetemi docense.

„Az emberi egyensúlyozás eddig feltérképezetlen folyamatát szeretnénk megérteni, és az egyensúlyozási képesség határainak kiterjesztésén fogunk dolgozni a reflexkésés és az érzékelési bizonytalanságok figyelembevételével” – foglalta össze Insperger Tamás, a BME Gépészmérnöki Kar Műszaki Mechanikai Tanszék egyetemi docense. Kutatási témáját beválasztották az MTA Lendület programjába: a GPK oktatója Emberi Egyensúlyozás Kutatócsoport néven alapítja meg fiatal kutatókból álló csapatát.

A Magyar Tudományos Akadémia 2009 tavaszán hirdette meg először a Lendület Fiatal Kutatói Programot a kimagasló tudományos teljesítményt nyújtó fiatal kutatók támogatására. A kezdeményezés célja a tehetségek itthon tartása és hazahívása, a kutatói kiválóságok utánpótlásának felkarolása, így az akadémiai kutatóintézet-hálózat és az egyetemek versenyképességének növelése.

A kutatócsoportok vezetésére tudományos fokozattal rendelkezők pályázhatnak az alábbi kategóriákban:
-    Lendület I. - Önálló kutatói pályát kezdők számára (jellemzően 38 év alatti, kiemelkedő és folyamatosan növekvő teljesítményt mutató kutatókat várnak),
-    Lendület II. – Sikeres önálló kutatói pályát folytatók számára (jellemzően 35-45 év közötti, nemzetközileg is elismert, tartósan kiemelkedő és növekvő teljesítményű vezető kutatóknak),
-    „Célzott Lendület” – Kiemelkedő eredményességű alkalmazott (célzott) kutatásokat folytatók számára (jellemzően 45 év alatti, a gazdasági versenyképességet közvetlenül szolgáló kutatásokra vállalkozó kutatóknak).

A pályázatokban kizárólag új vagy egy adott kutatóhelyen legfeljebb 5 éve kiemelkedő eredménnyel művelt kutatási témára lehet támogatást kérni. Előnyt élveznek a kísérleti témájú pályázatok a természettudományok, a műszaki tudományok és az élettudományok területén.
A támogatás mértéke legalább 20 millió Ft/év, legfeljebb
-    a Lendület I kategóriában évi 50 millió Ft,
-    a Lendület II kategóriában évi 60 millió Ft,
-    a Célzott Lendület kategóriában ettől eltérő is lehet – a külső támogatások összegétől függően.

„Alapkutatásainkban az emberi agy mozgáskoordináció közben alkalmazott szabályozás struktúráját, és a több szabadsági fokú rendszerek (ilyen például az emberi test izületeinek mozgása – szerk.) egyensúlyozásának mechanizmusát szeretnénk megismerni. Az eredményeket mérnöki alkalmazásokra, azaz, gyakorlatban használható eszközökre ültetjük át, ahol az ideális stabilizálás (függőleges helyzethez való folyamatos beállás) helyett a véges idejű (időben meghatározott) korlátos amplitúdójú (térben adott tartományon belüli) mozgások megvalósításának feltételeit vizsgáljuk” – fejtette ki felfedező kutatásainak elsődleges célját Insperger Tamás. A téma szemléltetéseként egy kisméretű, önjáró és egyensúlyozó, kerekes szerkezet prototípusát mutatta be, amelyben egyetlen gyorsulásérzékelő méri az eszköz központi vázának függőlegesen húzott egyenessel bezárt szögét. E szöget a prototípus ide-oda mozgással korrigálja egyensúlyozáskor.

„A szerkezet működés közben tapasztalható enyhe rezgését egy időben kifejezhető jelfeldolgozási pontatlanság okozza. Idő kell ahhoz, hogy a prototípus érzékelői kiszámolják a szükséges apró mozgás paramétereit, és a kerekeken gördülő gép fenntarthassa függőleges helyzetét” – fejtette ki a BME kutatója-oktatója. A prototípus által szemléltetett helyzet megfelel az álló emberi testnek, azaz, az állandó egyensúlyozással kísért helyzetünknek. „A boka merev izmai nem képesek statikusan függőlegesen tartani a testünket, folyamatosan szabályozni kell magunkat, így a nyomáseloszlás középpontja a talpunk különböző pontjaira tevődik át, és a test elkerülhetetlenül enyhén inog. Kísérleteinkben egy új és egyszerű gépet szeretnénk megépíteni a központi idegrendszer által végrehajtott szabályozás, azaz, az egyensúlyozás szemléltetésére és elemzésére” – árulta el a közeljövő terveiről Insperger Tamás, aki korábbi kutatásaiban már együtt dolgozott többek között a téma nemzetközi szakértőjével, John Milton neurológussal, a kaliforniai Claremont Egyetem professzorával.

„Számos tényező, így például az egyensúlyozott rúd hossza is befolyásolja a szabályozási folyamatot, és a hosszúság csökkenésével egyre nehezebb egyensúlyozni a rudat” – szemléltette kísérleteit a GPK kutatója, példaként az ujjhegyen egyensúlyozott pálcát említve. „Az emberi agy körülbelül ötöd másodpercnyi reflexkésési idővel reagál egy változásra vagy hatásra, ezért könnyebben egyensúlyozunk a hosszabb, így lassabban dőlő pálcával” – tette hozzá. Mint kifejtette, kutatásainak másik célja, hogy azonosítsa a rúdegyensúlyozás szabályozását az agyban, és megalkossa e folyamat gépesített modelljét. Csapatával kísérletet tesz az emberi egyensúlyozási képességek javítására az agy és a végtagok közötti reflexkésés mértékének csökkentésével, valamint az érzékelési bizonytalanságok manipulálásával.

Insperger Tamás jelenleg a „lendületes” kutatócsoport felállításán dolgozik, bizakodva beszél a jövőről, és úgy véli, hogy kutatási eredményeik széleskörű gyakorlati alkalmazási lehetőségekkel kecsegtetnek. „A bizonytalan egyensúlyi helyzetek stabilizálásának jelentősége a mérnöki és a biomechanikai alkalmazásokban is óriási. Ingatag és valamelyest mozgásban lévő testhelyzetből könnyebb gyors mozdulatsort indítani, mint stabilból, és a szabályozási folyamat energiaigénye is alacsonyabb. Az egyensúlyozás képessége az emberek számára is létfontosságú, a kutatási eredményeink az időskorúak egyensúlyzavaraiból adódó elesések okainak feltérképezésére vagy bizonyos balesetek megelőzésére is felhasználhatók lehetnek” – hívta fel a figyelmet az időskori halálesetek egyik gyakori okára Insperger Tamás.

A kutatócsoport munkája iránt érdeklődik a Gézengúz Alapítvány is, amely a gyermekek számára kifejlesztett speciális mozgás- és koordinációfejlesztő eszköz, a Huple fejlesztő félgömb kidolgozója és alkalmazója. „Az alapítvánnyal az eszköz mechanikai modellezésében működünk együtt, az egyik fiatal kutatónk kiemelt tevékenysége lesz e téma kidolgozása” – jegyezte meg a csapat koordinátora, aki a tervek szerint öt ifjú kutató-csapattag munkájára számít a kutatócsoportjában. „Többek között a gördeszkázás és a nagysebességű járművontatványok (például a gyorsvasút) egyensúlyi problémáit vizsgáljuk, foglalkozunk a heptikus rendszerekkel (például a nyomásérzékelőkkel ellátott joystick-ek) és a futás egyensúlyi modellezésével is” – árulta el terveiről.

Insperger Tamás megtiszteltetésként és nagy lehetőségként tekint az MTA-BME Lendület Programra. Elkötelezett a kutatói életpálya iránt, a Műegyetemen találta meg azt a légkört, amelyben kutatóként kiteljesedhet. Pályája elején az iparban is vállalt munkát, ám később visszatért az akadémiai tudományokhoz. Mint mesélte, vonzotta a kutatói pálya kreativitása, szabadsága és felelőssége. „Olyan környezetben és kollégákkal dolgozom együtt, akiktől folyamatosan tanulhatok, és akik inspirálnak. Tanszéki szinten sokat köszönhetünk Stépán Gábor professzornak. Sokat tett azért, hogy olyan környezet és közeg jöjjön létre, amelyben hasznos és értékes munkát végezhetünk”.

TZS - TJ

Fotó: Takács Ildikó