Наиля Сафина

Ментор
Наиля Айратовна Сафина — инженер отдела радиофотоники научно-технического центра телекоммуникаций МФТИ

Контакты
gallyamova.na@phystech.edu
https://t.me/safina_lya

Проект: Разработка носимой системы мониторинга движения и состояния человека
Мы предлагаем практику для студентов младших курсов на стыке программирования, электроники, обработки сигналов и цифровой медицины.

Задача проекта — создать не отдельный алгоритм и не отдельный датчик, а целую работающую систему: носимое устройство собирает данные о движении человека, передаёт их по Bluetooth на смартфон, приложение сохраняет и обрабатывает измерения, а пользователь получает понятные характеристики движения и их изменение во времени.

Одна из основных задач связана с анализом походки. Датчики движения позволяют регистрировать ускорения и угловые скорости, но сами по себе эти данные представляют собой длинные временные ряды с шумами, выбросами, дрейфом и зависимостью от положения датчика. Задача студентов — научиться превращать такие сигналы в осмысленные показатели: выделять отдельные шаги и фазы движения, рассчитывать темп и регулярность ходьбы, длительности фаз, симметрию и другие характеристики походки.

Для этого можно будет попробовать разные подходы — от простых пороговых алгоритмов и поиска характерных участков сигнала до методов анализа временных рядов и машинного обучения. Отдельная задача — сравнить алгоритмы между собой и понять, какие из них лучше работают при изменении скорости ходьбы, положении датчика и качестве исходных данных.

Важной новой частью проекта станет разработка мобильного приложения. Оно должно подключаться к носимому устройству по Bluetooth, получать поток измерений в реальном времени, сохранять записи и запускать их обработку. В приложении необходимо будет реализовать отображение результатов: например, графики сигналов, количество и частоту шагов, показатели симметрии и изменение параметров походки между несколькими измерениями.

Таким образом, студенты смогут поработать практически со всей цепочкой создания современного измерительного устройства: от физического датчика и беспроводного протокола до алгоритмов обработки и пользовательского интерфейса.

В проекте есть задачи разного уровня сложности. Можно заниматься алгоритмами обработки сигналов на Python, мобильной разработкой, Bluetooth-обменом, визуализацией данных, тестированием алгоритмов на реальных записях или интеграцией отдельных частей системы.

Дополнительное направление связано с обработкой физиологических сигналов, в том числе двухканальной электрокардиограммы. Здесь задачи похожи по общей логике: получение реального сигнала, фильтрация помех, выделение информативных признаков и формирование понятного результата для пользователя или внешней информационной системы.

Практика хорошо подходит тем, кто хочет попробовать себя не в учебной задаче с заранее известным ответом, а в разработке реального устройства, где аппаратная часть, программа и алгоритмы должны работать вместе.

В результате участник сможет получить законченный элемент проекта, который можно показать в портфолио: например, алгоритм сегментации походки, модуль обработки сигналов, Bluetooth-интерфейс, экран мобильного приложения или целый программный прототип системы.

Для старта достаточно базового знания Python, C/C++ или опыта мобильной разработки. Более специализированные вещи — методы цифровой обработки сигналов, работа с временными рядами, Bluetooth и оценка качества алгоритмов — можно будет освоить непосредственно в процессе работы над конкретной задачей.