Nagroda PRÆVENTIO dla zespołu naukowców z Politechniki Warszawskiej

Dr inż. Anna Sibilska z Wydziału Mechatroniki PW odebrała nagrodę PRÆVENTIO w kategorii „Projekt prewencyjny”.  Dr Sibilska jest kierownikiem interdyscyplinarnego zespołu realizującego nagrodzony projekt „Wirtualna rzeczywistość w rehabilitacji – system aplikacji wspierających rehabilitację pacjentów po udarze mózgu”. Wyróżnienie przyznawane jest przez Zakład Ubezpieczeń Społecznych. 

Nagrodzony projekt to system aplikacji w wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości (VR/AR), które wspierają rehabilitację pacjentów po udarze mózgu, zwłaszcza osób z niedowładem ręki i z zespołem zaniedbywania jednostronnego. Celem naszych naukowców jest to, żeby ćwiczenia były angażujące, powtarzalne i mierzalne, a jednocześnie dostępne także dla osób, którym trudno utrzymać kontroler w dłoni. 

– Przede wszystkim chodzi o to, że osoby z niedowładem dłoni nie mogą korzystać z typowych aplikacji VR obsługiwanych kontrolerami. Do tego dochodzi potrzeba obiektywnego mierzenia postępów rehabilitacji, na przykład zakresu ruchu palców, oraz wsparcia pacjentów z zespołem zaniedbywania jednostronnego, dzieci z zaburzeniami neurologicznymi i osób z afazją – tłumaczy dr inż. Anna Sibilska z Wydziału Mechatroniki PW. 

Rozwiązanie może być z powodzeniem wykorzystywane w klinikach i ośrodkach rehabilitacji, a docelowo także w domu pacjenta. Pomogą pacjentom po udarze, w tym osobom starszym, dzieciom z zaburzeniami integracji sensorycznej i zaburzeniami neurologicznymi oraz fizjoterapeutom, którzy dostaną narzędzie do prowadzenia i mierzenia terapii. Aplikacje testowano z udziałem studentów, specjalistów w dziedzinie rehabilitacji oraz pacjentów w Klinice Rehabilitacji w Międzylesiu. 

Najwięcej pracy wymaga dopasowanie aplikacji do możliwości konkretnych pacjentów, rzetelne badania i walidacja dokładności pomiarów oraz przygotowanie protokołów badań we współpracy z fizjoterapeutami. Dużym wyzwaniem jest też przejście od prototypu do wdrożenia, czyli znalezienie finansowania i partnerów.

– Projekt PFRON zakończył się w kwietniu 2024 roku, ale od tego czasu nie próżnowałam z moimi studentami. Rozwijałam kolejne pomysły, budowałam nowe prototypy, prowadziłam badania i pracowałam z kolejnymi studentami, którzy w swoich pracach dyplomowych i na praktykach kontynuują ten kierunek – podkreśla dr Anna Sibilska. – Nagroda PRÆVENTIO jest dla mnie docenieniem całej tej drogi, nie tylko jednego projektu. Moim wielkim marzeniem jest, żeby najdojrzalsze z tych rozwiązań trafiły do wdrożenia i komercjalizacji.

W projekcie PFRON „Gra wirtualnej rzeczywistości do rehabilitacji osób z niedowładami i syndromem pomijania” (BEA/000064/BF/D, XII 2022 – IV 2024), którym kierowała dr Sibilska, powstały trzy bezpłatne aplikacje na gogle Meta Quest. Wśród nich jest Hand for Chess, oparta wyłącznie na śledzeniu dłoni. Nasi naukowcy opublikowali wyniki m.in. w czasopismach Sensors (2024) i Applied Sciences (2024) oraz w kwartalniku PFRON. Z tej pracy wyrosły kolejne rozwiązania:

• VR-MOTION (YOUNG PW, IDUB, 2024–2025) – aplikacja i metoda pomiaru zakresu ruchu dłoni z walidacją dokładności śledzenia odległości pomiędzy opuszkami palców,
• RehabBall AR (Grant na prototyp CIN PW, 2024–2025) – prototyp aplikacji dla pacjentów z syndromem pomijania jednostronnego z bodźcami wzrokowymi, słuchowymi i haptycznymi na poziomie TRL 5,
• aplikacja do treningu i diagnostyki ruchu ręki wykorzystująca rękawice haptyczne,
• aplikacja VR z kamizelką haptyczną do diagnostyki i treningu czucia tułowia oraz terapii integracji sensorycznej u dzieci,
• system z długopisem haptycznym do korekcji i rehabilitacji pisma odręcznego,
• prototyp SylabyAR, który łączy śledzenie ruchu gałek ocznych z sylabową metodą nauki czytania.

Obraz (old)

Jak zaznacza dr Sibilska, projekt PFRON był pierwszym etapem, a nie końcem prac. Po jego zamknięciu kolejne pomysły rozwijała w następnych projektach i razem z kolejnymi studentami. Drugim etapem był VR-MOTION i pomiar zakresu ruchu dłoni (artykuł z wynikami został właśnie zaakceptowany do publikacji w Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation). Trzecim był Grant na prototyp i rozwiązania haptyczne (RehabBall AR, TRL 5). Obecnie zespół pod kierunkiem dr Sibilskiej rozwija nowe kierunki: Motion Capture z VR, haptykę oraz wspólne badania kliniczne z Politechniką Opolską, które czekają na rozstrzygnięcie wniosku NCN.

Interdyscyplinarny zespół projektowy z PW

Nad pracami zespołu badaczy czuwa dr inż. Anna Sibilska, kierownik projektów. Na co dzień jest adiunktem w Instytucie Mikromechaniki i Fotoniki na Wydziale Mechatroniki PW. 

– Wymyślam aplikacje i ich mechanikę, projektuję ćwiczenia razem z terapeutami, tworzę prototypy w Unity na gogle Meta Quest, opracowuję metody pomiaru, na przykład pomiar zakresu ruchu dłoni z użyciem patyczka o stałej długości, a także planuję badania. Kieruję projektami, prowadzę prace dyplomowe studentów, piszę wnioski grantowe i publikacje oraz nawiązuję współpracę z klinikami, uczelniami i firmami – mówi o sobie dr Sibilska. – Z VR pracuję od kilku lat, także poza rehabilitacją: w symulacjach robotów, w mechanice i w dydaktyce. 

W pracach projektowych uczestniczy kilkoro naukowców z Politechniki Warszawskiej:

• prof. Edyta Ładyżyńska-Kozdraś (Wydział Mechatroniki) –  współautor publikacji i wniosku NCN OPUS 31,
• Jakub Kowalczyk – badania dokładności śledzenia dłoni w VR-MOTION, autor pracy magisterskiej o wpływie haptyki na trening motoryczny dłoni,
• Agnieszka Marks – aplikacja AR do nauki czytania sterowana ruchem gałek ocznych, autorka pracy inżynierskiej, a teraz magisterskiej o klinicznej walidacji modułu sylabowego,
• Angelika Kaza – system z kamizelką haptyczną do terapii integracji sensorycznej u dzieci,
• Nina Sitnik – aplikacja łącząca Motion Capture i VR w terapii bólu barku,
• wcześniej również: Katarzyna Matys-Popielska (pomysłodawca i twórca aplikacji dla pacjentów z zespołem zaniedbywania jednostronnego, wykonawca projektu PFRON), Krzysztof Popielski (implementacja aplikacji dla pacjentów z zespołem zaniedbywania jednostronnego, wykonawca projektu PFRON, badania i publikacje) oraz Dagmar Narvaez Jacome (praca magisterska z implementacją aplikacji VR z długopisem haptycznym służącej rehabilitacji pisma odręcznego),
• współautorami artykułu o VR-MOTION są również Jan Klimaszewski i Krzysztof Sibilski a w realizacji projektu  VR-MOTION pomagali Jan Tracz, Ewelina Drelich, Maciej Smoliński oraz Mieszko Kęcki-Iwan,
• zespół współpracuje również z prof. Arturem Przelaskowskim z Wydziału Matematyki i Nauk Informacyjnych PW.

Naukowcy z zespołu dr Sibilskiej łączą kompetencje także z ekspertami z innych instytucji, m.in. ze specjalistami z Kliniki Rehabilitacji w Międzylesiu (badania z pacjentami), Martą Grzyb (współautor publikacji) z Politechniki Świętokrzyskiej, dr Żanetą Grzywacz z Wydziału Wychowania Fizycznego i Fizjoterapii Politechniki Opolskiej (haptyka i VR w rehabilitacji, staże wymienne PW–PO i wspólny wniosek do NCN OPUS 31, który przeszedł ocenę formalną), a także z firmą UnicornVR (praktyki studentów, rozmowy o dalszej współpracy).

Dla dr Sibilskiej ważna jest również edukacja: – Wykorzystuję VR w dydaktyce: w ramach grantu dydaktycznego PW unowocześniłam zajęcia z mechaniki ogólnej, a w kursie ENHANCE Testbed „Matematyka okiem inżyniera” studenci uczą się geometrii i mechaniki w wirtualnym laboratorium MechanicsVR. Jako promotor prowadziłam kilkanaście prac dyplomowych z VR i AR, w tym prace z rehabilitacji, wizualizacji danych medycznych, chemii, matematyki i biologii. Powadzę też warsztaty edukacyjne ScienceQuest dla młodzieży, na których wykorzystuje moje autorskie materiały wygenerowane z SI oraz autorskie aplikacje VR. Popularyzuję naukę na warsztatach w Centrum Nauki Kopernik, na Koderku, w szkołach z Fundacją Ziemia i My oraz na moich kanałach YouTube ScienceQuest i VeReePW – podsumowuje dr Sibilska. – Za pracę dydaktyczną otrzymałam Złotą Kredę Wydziału Mechatroniki (2020), a w tym roku także I miejsce w konkursie Digital Ars 2026 za piosenkę z teledyskiem łączącą naukę ze sztuką wygenerowaną z SI (AI).

Jak zaznacza dr Sibilska, szczególnie warte podkreślenia jest to, że prace jej zespołu trwają nieprzerwanie od kilku lat i że z jednego projektu wyrosło kilka kolejnych rozwiązań, prac dyplomowych i współprac. Projekt łączy kompetencje inżynierskie i kliniczne, a studenci biorą w nim kluczowy udział. Przy wsparciu Wydziału i CINN PW najdojrzalsze aplikacje mogłyby trafić do komercjalizacji.