• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Innowacyjny sprzęt medyczny - niższe koszty i zużycie energii

    14.03.2012. 17:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Finansowani ze środków unijnych naukowcy wprowadzają innowacje, a sektor ochrony zdrowia ma być najnowszym beneficjentem ich prac. Naukowcy z projektu DESYRE (Niezawodność systemu na żądanie) opracowują system, który jest niezawodny, bazując jednak na zawodnych komponentach. Projekt DESYRE uzyskał dofinansowanie na kwotę 2,8 mln EUR z tematu "Technologie informacyjne i komunikacyjne" (TIC) Siódmego Programu Ramowego (7PR).

    Przemawiając do uczestników niedawnej konferencji DATE 2012 w Dreźnie, Niemcy, kierownik projektu DESYRE - Ioannis Sourdis z Wydziału Inżynierii Komputerowej Politechniki Chalmers w Szwecji - powiedział, że sprzęt wykorzystywany obecnie przez świat medyczny, taki jak rozruszniki serca czy inne wszczepiane urządzenia medyczne, opiera się na trzech decydujących elementach: niezawodność, miniaturyzacja i trwałość. Tutaj właśnie do akcji wkracza konsorcjum DESYRE.

    Eksperci oceniają, że wskaźniki wadliwości będą wzrastać wraz z rozwojem technologii. Zespół DESYRE pracuje nad nowymi technikami projektowania przyszłych "systemów SoC", aby podnieść poziom niezawodności, obniżając jednocześnie koszty związane z energią i wydajnością, które są powiązane z odpornością na błędy.

    "Koncentrujemy się na projektowaniu przyszłych, wysoce niezawodnych systemów SoC, które zużywają znacznie mniej energii niż inne proponowane systemy wysokiej niezawodności" - wyjaśnia profesor Sourdis. "To podejście umożliwia projektowanie urządzeń łączących wysoką niezawodność z małymi bateriami i trwałością na miarę obecnych czasów. Idealnie nadają się do ważnych dla bezpieczeństwa zastosowań, takich jak wszczepialne urządzenia medyczne, na przykład rozruszniki serca czy urządzenia do głębokiej stymulacji mózgu, wykorzystywane w leczeniu choroby Parkinsona.

    Większość prac badawczych poświęconych niezawodnym systemom zwykle koncentruje się na mechanizmach odpornych na błędy, które wykorzystują różne schematy nadmiarowości. W tym przypadku wrażliwe podsystemy są postrzegane jako "odporne na błędy". W celu oszacowania błędów w podsystemie potrzeba więcej energii, co z kolei obniża wydajność chipów. W ostatecznym rozrachunku przekłada się to na stratę czasu i energii.

    Partnerzy projektu DESYRE dzielą system SoC na dwa odrębne obszary. Pierwszy jest wyjątkowo odporny na błędy, podczas gdy drugi zawiera komponenty przetwarzające, podatne na błędy. Naukowcy twierdzą, że rdzenie z obszaru podatnego na błędy są zamienne i zadanie wykonywane przez jeden rdzeń może być przeniesione na dowolny, inny rdzeń w przypadku stwierdzenia wadliwego działania. Tymczasem wolna od błędów część chipa obserwuje funkcjonowanie części podatnej na błędy, przeprowadzając "kontrole kondycji" rdzeni przetwarzających. Mają one także na celu zapewnienie bezbłędnego wykonywania wyznaczonego pod-zadania przez każdy z rdzeni.

    "Nielogicznym może wydawać się projektowanie wysoce niezawodnego systemu SoC na bazie komponentów, które mogą zawieść, jednak na tym właśnie zasadza się nasza propozycja" - mówi Gerard Rauwerda, główny technolog Recore Systems B.V. z Holandii, jeden z partnerów przemysłowych DESYRE. "Zaleta podejścia DESYRE polega na tym, że system nadal wykonuje swoje zadanie w sposób niezawodny, nawet jeżeli jeden z rdzeni zadziała wadliwie, wydłużając trwałość chipa."

    To innowacyjne, odporne na błędy urządzenie, pomoże, zdaniem zespołu, obniżyć zużycie energii o co najmniej 10 do 20% i zmniejszyć straty wydajności.

    "Osoby potrzebujące wszczepialnych urządzeń medycznych również na tym skorzystają, gdyż przekłada się to na wydłużenie żywotności baterii i opóźnia wymianę urządzenia bez jakiegokolwiek uszczerbku dla jego niezawodności" - zauważa profesor Sourdis.

    W skład konsorcjum DESYRE weszli eksperci z Grecji, Holandii, Szwajcarii, Wlk. Brytanii i Włoch.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Niezawodność systemy elektroenergetycznego (ang. reliability of an electric power system) - jest to poziom funkcjonowania elementów systemu, który skutkuje dostarczaniem do odbiorców (klientów) energii elektrycznej w odpowiedniej (wymaganej) ilości i o parametrach spełniających określone standardy oraz normy. Tak zdefiniowana niezawodność dostaw energii elektrycznej obejmuje dwa aspekty funkcjonalne: wystarczalność i bezpieczeństwo pracy systemu elektroenergetycznego. System wysokiej niezawodności (S.W.N.), system wysokiej dostępności − w teorii informacji, system informatyczny charakteryzujący się odpowiednio dostosowywaną: niezawodnością, dostępnością, wydajnością; do specyficznych zwykle krytycznych zastosowań danego systemu. Redundancja zasilania - zainstalowanie większej niż to konieczne (z punktu widzenia technicznego) liczby urządzeń zasilających dla zapewnienia niezbędnej wartości mocy zapotrzebowanej pozwalające na zwiększenie niezawodności dostaw energii elektrycznej do zasilanych odbiorników.

    Hot spare - używany jest jako mechanizm zabezpieczający, w celu zapewnienia niezawodności konfiguracji systemów. Jest aktywnym i podłączonym zapasowym elementem działającego systemu. W przypadku awarii kluczowego elementu, urządzenie hot spare automatycznie przejmuje rolę urządzenia uszkodzonego. ROM-DOS system operacyjny kompatybilny z DOS zaprojektowany do używania w systemach wbudowanych. Jego głównym przeznaczeniem są wszelkiego typu komputery osobiste i przemysłowe, urządzenia pomiarowe, urządzenia sterujące w przemyśle, urządzenia kontrolne i pomiarowe, kasy sklepowe, bankomaty oraz wszelkiego typu automatyka przemysłowa. W Polsce wykorzystywany jest m.in. przez producentów sprzętu medycznego, aparatury do sterowania obrabiarkami, urządzeń sterujących i pomiarowych w energetyce.

    Strefowa koncepcja ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej - polega na dążeniu do tworzenia systemu ochrony. Strefowa koncepcja ochrony jest optymalnym pod względem ekonomicznym oraz niezawodnym w działaniu systemem ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej urządzeń i systemów. Przy jej stosowaniu uwzględnia się zalecenia ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej oraz wymagania dotyczące odporności udarowej urządzeń elektrycznych. Opiera się ona na podziale obiektu na strefy zagrożenia oraz wykorzystaniu charakterystyk poszczególnych stref (czyli parametrów charakteryzujących właściwości ochronne w poszczególnych strefach które określone są w normach). Opiera się też na określeniu i właściwym zastosowaniu odporności urządzeń na działania napięć i prądów udarowych oraz określeniu bezpośredniego oddziaływania na urządzenia udarowego pola magnetycznego. Integracja automatyki (integracja systemów automatyki przemysłowej) – ogół prac związanych z automatyzacją procesów przemysłowych: od projektowania, ewentualnie doboru urządzeń lub elementów systemu, przez montaż, po wdrożenie i uruchomienie urządzeń lub systemów do kontroli i sterowania pracą innych urządzeń technicznych, a także włączanie tych urządzeń lub systemów do współpracy z już funkcjonującymi systemami automatycznymi i informatycznymi.

    Sieć elektroenergetyczna rozdzielcza – zbiór urządzeń takich jak dławiki, kondensatory oraz urządzenia pomocnicze, które współpracują ze sobą w celu realizacji zadania, jakim jest rozdział energii elektrycznej pomiędzy odbiorców. Sterownik urządzenia to program lub fragment programu odpowiadający za dane urządzenie i pośredniczący pomiędzy nim, a resztą systemu komputerowego. Zwykle uabstrakcyjnia pewne cechy urządzenia, choć może jedynie zajmować się kwestiami uprawnień dostępu i udostępniać urządzenie bez żadnej ingerencji. Wtedy program, który z niego korzysta też jest w pewnym sensie sterownikiem.

    Urządzenie wielofunkcyjne (ang. MFP – Multi Function Product) – urządzenie będące najczęściej połączeniem drukarki, skanera i faksu, zazwyczaj współpracujące z komputerem, choć możliwa jest też praca niezależna – jako kopiarka lub faks. Drukarka wchodząca w skład urządzenia jest najczęściej atramentowa, droższe modele wyposażane są w ustrój laserowy. Nazwa odnosi się także do innych kategorii sprzętów, poza komputerami, jak sprzęt RTV i AGD, do których zaliczają się urządzenia wielofunkcyjne łączące kilka urządzeń i spełniających różne funkcję przy pomocy jednego urządzenia. Przykładowo robot kuchenny, urządzenia gastronomiczne. Ze względu na uniwersalność urządzenia takie nazywane są potocznie kombajnami.

    Tribologia (czasami spotykana także pod nazwą trybologia) – nauka o procesach zachodzących w ruchomym styku ciał stałych. W jej skład wchodzą badania nad tarciem, zużywaniem oraz smarowaniem zespołów ruchomych (głównie maszyn). Tribologia jest ważna przy konstruowaniu i eksploatacji ruchowych węzłów maszyn (np.: łożyska, sprzęgła, hamulce itp.). Stosowanie tej wiedzy pozwala osiągnąć polepszenie sprawności, niezawodności i trwałości różnych urządzeń.

    Interfejs (spolszczenie angielskiego słowa interface, które na polski bywa tłumaczone jako styk, żartobliwie międzymordzie) — w informatyce i elektronice urządzenie pozwalające na połączenie ze sobą dwóch innych urządzeń, które bez niego nie mogą ze sobą współpracować. Czasami jako interfejs określa się elementy wystające z urządzenia na zewnątrz, w które można włączyć inne urządzenia lub wtyczki. Aby dwa urządzenia mogły działać razem muszą mieć zgodne (kompatybilne) interfejsy. Interfejsem może być kabel łączący dwa urządzenia, ale zarówno wtyczki na tym kablu jak i pasujące do nich gniazda są również interfejsami. Gniazdo na płycie głównej komputera jest interfejsem, w który wkłada się np. kartę graficzną, ale i sama karta jest interfejsem umożliwiającym współpracę monitora z resztą systemu komputerowego. Sam monitor jako całe urządzenie, to także interfejs, a posiada on swój własny interfejs w postaci ekranu. Pokrętła sterujące monitorem, a obecnie coraz częściej panel sterujący z przyciskami to drugi, obok ekranu, interfejs monitora. Prototyp – urządzenie, obwód lub program zaprojektowany i zbudowany w celu zademonstrowania zdolności do budowy urządzenia docelowego. Podczas budowy prototypu inżynierowie wprowadzają pierwszy raz w życie swoje nowe pomysły. Jeżeli uda się zbudować działający prototyp, można przystąpić do budowy finalnego urządzenia. Często podczas projektowania niektóre rzeczywiste zjawiska związane z konstrukcją zostają pominięte. Prototyp pozwala na odkrycie ich nieznanego wpływu i wprowadzenie korekt. Jeżeli pierwszy prototyp nie jest udany, to buduje się kolejne, aż do uzyskania urządzenia spełniającego założenia. Prototyp może fizycznie bardzo różnić się od ostatecznego urządzenia, jeżeli chcemy sprawdzić tylko pewną jego cechę. Zasady te nie znajdują jednak w pełni zastosowania w budownictwie okrętowym, gdzie okręt prototypowy (wiodący) jest najczęściej pierwszym okrętem serii jednostek swojego typu, stając się zwykle okrętem operacyjnym (wprowadzonym do służby operacyjnej). Ujawnione w trakcie testów stoczniowych i służby wady konstrukcyjne okrętu prototypowego, są sukcesywnie poprawiane w kolejnych jednostkach danego typu.

    Dodano: 14.03.2012. 17:17  


    Najnowsze