• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Zasilanie bijącego serca - niemieccy naukowcy znaleźli innowacyjne rozwiązania do rozruszników nowej generacji

    13.04.2012. 17:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Choć bezprzewodowe urządzenia na baterie zdominowały dzisiejszą komunikację, to krótka żywotność ich źródła zasilania stanowi czynnik ograniczający ich zastosowania w medycynie, takie jak implanty czy sondy, które umieszczane są w ciele na wiele lat i nie można ich wyjąć ani naładować tak jak odtwarzacz mp3 czy telefon. Chociaż problem ten w znacznym stopniu został przezwyciężony dzięki systemom opartym na falach radiowych (HF) i systemom indukcyjnym, takim jak rozruszniki, które są w użyciu od dobrego półwiecza, pozostają nadal problemy dotyczące ich sprawności pod względem lokalizacji, położenia i ruchu, a często także ograniczeń zasięgu.

    Teraz zespół niemieckich naukowców z Instytutu Technologii i Systemów Ceramicznych im. Fraunhofera i Systems IKTS w Hermsdorfie opublikował dane swojego najnowszego wynalazku, który powinien pomóc w przezwyciężeniu niektórych z tych przeszkód. Naukowcy opracowali i opatentowali nowy system zasilania, aby poradzić sobie z ograniczeniami, związanymi z lokalizacją, położeniem i ruchem, które nękają obecnie systemy oparte na falach radiowych (HF) i systemy indukcyjne.

    Zespołowi udało się bezprzewodowo przesłać prąd z przenośnego modułu nadajnika do mobilnego modułu generatora, czy inaczej "odbiornika". Nadajnik dostarcza prąd elektryczny o mocy ponad 100 miliwatów i ma zasięg około 50 centymetrów. Dzięki temu odbiornik można umieścić w niemal dowolnym miejscu w ciele.

    Dr Holger Lausch z Instytutu Technologii i Systemów Ceramicznych im. Fraunhofera i Systems IKTS powiedział:
    "Moduł przesyłowy o cylindrycznym kształcie jest tak niewielki i zwarty, że może być przyczepiony do paska. Nasze przenośne urządzenie umożliwia zdalne zasilanie energią implantów, systemów dawkowania leków i innych urządzeń medycznych bez dotykania ich - jak połykane kapsułki endoskopowe, które migrują przez układ pokarmowy i przesyłają obrazy wnętrza ciała na zewnątrz".

    Położenie i lokalizację modułu generatora można ustalić w dowolnym momencie, niezależnie od zasilania. Zatem, jeżeli generator zostanie umieszczony w wideo-kapsułce endoskopowej, wykonywane zdjęcia można przypisać do konkretnych obszarów jelit. Natomiast, jeżeli znajdzie się w kapsułce dawkowania, wówczas aktywny składnik leku może zostać uwolniony w sposób kontrolowany. W module przesyłowym, obrotowy magnes napędzany silnikiem EC generuje magnetyczne pole obrotowe. Magnetyczna granulka w odbiorniku łączy się z przemiennym, zewnętrznym polem magnetycznym i w wyniku tego zaczyna się obracać. Ruch obrotowy jest przekształcany na elektryczność, a zatem prąd wytwarzany jest w samym module generatora.

    Dr Lausch wskazuje na zalety systemu:
    "Dzięki sprzężeniu magnetycznemu zasilanie może być przesyłane przez wszystkie niemagnetyczne materiały, takie jak tkanki biologiczne, kości, narządy, wodę, plastik, a nawet różnorodne metale. Co więcej wygenerowane pole magnetyczne nie wywiera skutków ubocznych szkodliwych dla ludzi. Nawet nie ogrzewa tkanki".

    Nowe rodzaje miniaturowych, inteligentnych systemów niedługo przejmą funkcje terapeutyczne i diagnostyczne. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości wszczepialne czujniki będą w stanie mierzyć glikemię, ciśnienie krwi czy nasycenie tlenem tkanki nowotworowej, a także przesyłać dane pacjenta za pomocą telemetrii - technologii, która umożliwia wykonywanie pomiarów na odległość za pośrednictwem fali radiowej lub transmisji w sieci IP oraz odbierać informacje.

    Dostępne prototypy modułów są skalowalne pod względem zasięgu, rozmiarów i wydajności, a ponadto nadają się do wykorzystania nie tylko w technologii medycznej. Mogą bezprzewodowo zasilać hermetycznie zamknięte czujniki, takie jak te znajdujące się wewnątrz ścian lub mostów. Dzięki temu nadają się do wykorzystania w technologii budowy maszyn i instalacji przemysłowych.

    W przyszłości mogą być również wykorzystywane do ładowania zespołów magazynowania energii oraz aktywowania komponentów elektronicznych.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Dynamic Kernel Module Support (DKMS) jest szkieletem do generowania modułów jądra Linuksa, które zazwyczaj nie występują w kodzie źródłowym jądra systemu Linux. DKMS umożliwia automatyczne przekompilowanie sterowników urządzeń, gdy tylko nowe jądro zostanie zainstalowane. DKMS może działać na dwa sposoby: Do automatycznego przekompilowania wszystkich modułów jądra, jeśli nowe zostanie zainstalowane, bądź też, do zainstalowania nowego modułu (sterownika) na istniejącym systemie. Bez potrzeby ręcznej ingerencji w kompilację lub instalację przekompilowanych pakietów. Dzięki temu na przykład możliwe staje się wykorzystanie nowszych kart graficznych na starszych systemach Linuksowych. Open Global File System (w skrócie OpenGFS, OGFS) jest systemem plików z właściwościami dziennika (journaling), który umożliwia jednoczesny dostęp do wspólnej przestrzeni dyskowej przez wiele węzłów. OpenGFS koordynuje dostępem do urządzeń dyskowych tak aby węzły nie mogły zapisywać jednocześnie w tych samych obszarach urządzenia, jednocześnie zapewniając możliwość równoczesnego odczytu. Węzły maja bezpośredni dostęp do dysków co umożliwia zmniejszenie przeciążenia sieci. Memexp zastąpiono modułem OpenDLM (ang. Distributed Lock Manager). Poprzednia wersja memexp wymagała sporych zasobów obliczeniowych. System OGFS umożliwia rozrastanie się systemów plików oraz dołączanie nowych dysków twardych (poprzez osobny LVM - Logical Volume Manager). Uszkodzenia węzłów obsługiwane są przy pomocy odzyskiwania rejestru i izolowania uszkodzonego węzła. OpenGFS jest lokalnym systemem plików, który można rozszerzyć na rozproszony system plików. Można tak powiedzieć, gdyż OpenGFS wymaga, aby wszystkie nośniki danych (dyski, macierze dyskowe) na których będzie operował OpenGFS były widoczne jako jedno urządzenie, które można adresować w sposób ciągły (bez żadnych luk). Architektura Komponentów Usługowych (SCA) to technologia informatyczna stworzona przez wiodących dostawców technologii informatycznych IBM i Oracle. SCA dostarcza model do tworzenia aplikacji, które realizują założenia architektury zorientowanej na usługi (SOA). Technologia obejmuje szeroki zakres różnych techniki i jako taka jest określona w różnych niezależnych technicznie specyfikacjach w celu zachowania neutralności języka programowania i środowiska aplikacji. Podstawowym artefakt SCA jest Kompozyt (Composite), który posiada dostępne zdalnie Usługi (Services). Kompozyt zawiera jeden lub więcej Komponentów (Components), które zawierają funkcje biznesowe dostarczane przez moduł. Komponenty oferują funkcję usług, które mogą być wykorzystywane przez inne składniki w ramach tego samego modułu, lub które mogą być udostępniane do użytku na zewnątrz modułu poprzez punkty wejścia. Komponent może również zależeć od Usług świadczonych przez inne Komponenty - te zależności są nazywane Referencjami (References).

    Modem (od ang. MOdulator-DEModulator) – urządzenie elektroniczne, którego zadaniem jest zamiana danych cyfrowych na analogowe sygnały elektryczne (modulacja) i na odwrót (demodulacja) tak, aby mogły być przesyłane i odbierane poprzez linię telefoniczną (a także łącze telewizji kablowej lub fale radiowe). Jest częścią DCE (Data Communications Equipment), które w całości wykonuje opisane wyżej czynności. Nieodzowne do współpracy jest DTE (Data Terminal Equipment) i to dopiero stanowi całość łącza przesyłania danych. Dzięki modemowi można łączyć ze sobą komputery i urządzenia, które dzieli znaczna odległość. Zaawansowana infrastruktura pomiarowa (ang. Automated Meter Infrastructure - AMI) - to zintegrowany zbiór elementów: inteligentnych liczników energii elektrycznej, modułów i systemów komunikacyjnych, koncentratorów i rejestratorów, umożliwiających dwukierunkową komunikację, za pośrednictwem różnych mediów i różnych technologii, pomiędzy systemem centralnym,a wybranymi licznikami. Sieć taka umożliwia gromadzenie danych o zużyciu energii określonych odbiorców, wysyłanie sygnałów sterujących do urządzeń oraz zdalne ich konfigurowanie.

    Telemedycyna (medycyna na odległość) – jest to najnowsza forma świadczenia usług medycznych i opieki zdrowotnej łącząca w sobie elementy telekomunikacji, informatyki oraz medycyny. Dzięki wykorzystaniu nowych technologii pozwala ona przełamywać geograficzne bariery, pozwalając na wymianę specjalistycznych informacji przesyłając obrazy statyczne, jak i dynamiczne (przesyłanie najwyższej jakości zdjęć EKG, USG, MRI). Pozwala przeprowadzić diagnozę na odległość. Duże zastosowanie telemedycyna znajduje w środowisku chirurgicznym, które wykorzystuje ją do prowadzenia operacji "na odległość". Nowoczesna technologia, wykorzystująca szybkie procesory i algorytmy do cyfrowego przetwarzania i kompresji sygnałów, umożliwia przesyłanie obrazów o wysokiej rozdzielczości, a także interaktywną transmisję audiowizualną z wyjątkową dokładnością i w czasie rzeczywistym. Systemy wideokomunikacyjne (wideokodery) pracują na ogólnodostępnych cyfrowych liniach transmisyjnych ISDN, w ogólnoświatowej sieci Internet, a także na liniach satelitarnych. Ciąg zasilania – zespół elementów sieciowych sprzedawcy energii elektrycznej (linii, rozdzielni stacyjnych, transformatorów) w normalnym układzie pracy, poprzez które energia elektryczna dostarczana jest do urządzeń elektroenergetycznych odbiorcy. Żaden element jednego ciągu zasilania, z wyłączeniem układu SZR oraz łączników sprzęgłowych nie może wchodzić w skład drugiego i dalszych ciągów zasilania.

    Orbcomm to przedsiębiorstwo telekomunikacyjne mające swoją siedzibę w Dulles w stanie Wirginia. Przedsiębiorstwo dysponuje siecią do przesyłu danych drogą satelitarną, która swoim zasięgiem obejmuje prawie całą powierzchnię Ziemi w tym dużą część obszarów podbiegunowych. Przesyłane są dane w formie tekstowej. Główne zastosowania to śledzenie kontenerów, położenia maszyn i przesył pomiarów zbieranych automatycznie. Prądnica – urządzenie przekształcające energię mechaniczną w energię elektryczną. Jest rodzajem maszyny elektrycznej i generatora elektrycznego. Wytwarzanie energii elektrycznej odbywa się w prądnicach dzięki zjawisku indukcji elektromagnetycznej. Dzieje się to dzięki względnemu ruchowi przewodnika i zewnętrznego pola magnetycznego.

    Tablica interaktywna to urządzenie, które przypomina dużą białą tablicę i umożliwia współdziałanie z podłączonym do niej komputerem oraz projektorem multimedialnym. Można ją porównać do wielkiego monitora, który reaguje na dotyk. W zależności od technologii, w której tablica została wykonana, można używać specjalnego pióra, każdego innego przedmiotu lub dłoni. Osoba korzystająca z tablicy może za jej pomocą obsługiwać dowolny program uruchomiony w komputerze. Interaktywna tablica zazwyczaj dysponuje też własnym specjalistycznym oprogramowaniem, które umożliwia przygotowanie zasobów do wykorzystania podczas wykładu, lekcji czy prezentacji.

    Z-Wave − protokół bezprzewodowy służący do połączenia w jedną, zdalnie sterowaną sieć wykorzystywany w systemach inteligentnego zarządzania budynkiem.
    Ideą protokołu z-wave jest synchronizacja urządzeń automatyki domowej w topologii mesh, tak zwanej sieci kratowej. Każde urządzenie komunikuje się z centralą inteligentnego zarządzania będąc zarazem przekaźnikiem sygnału dla innych urządzeń. Umożliwia to zbudowanie bezprzewodowej sieci zarządzania budynkiem o cztery razy większym zasięgu niż zasięg połączenia pomiędzy dwoma urządzeniami z-wave. Wyjątkiem są urządzenia zasilane bateryjnie, które za względu na oszczędność źródła zasilania mają wyłączoną możliwość przekazywania sygnału. System charakteryzuje się cechą która umożliwia instalację inteligentnego zarządzania budynkiem, nie wymagającą ingerencji w strukturę budynku i instalację elektryczną.


    System informatyczny HADES – jeden z modułów systemu dyspozytorskiego MSD-80, opracowany na przełomie lat 70. i 80. XX wieku, w Zakładzie Systemów Sterowania (BS-3) Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Systemów Mechanizacji, Elektrotechniki i Automatyki Górniczej SMEAG w Katowicach. Bazą sprzętową systemu był minikomputer PRS-4 wyposażony w wydzielony kanał przemysłowy i oprogramowanie, umożliwiające akwizycję sygnałów dwustanowych, których źródłem były zainstalowane w podziemiach kopalni czujniki stanu pracy maszyn i urządzeń. Moduł brzmieniowy - urządzenie służące jako syntezator w kartach muzycznych mających postać układu scalonego. Jest podłączane do instrumentów muzycznych za pomocą portów MIDI. W pamięci tego urządzenia przechowywane mogą być wzory dźwięku, np. gitary, fortepianu. Moduł brzmieniowy nie posiada klawiatury, ale istnieje możliwość jej podłączenia, dzięki czemu może być używany jako całkowicie funkcjonalny instrument muzyczny.

    LCN (ang. Local Control Network) – system automatyki budynków (tzw. inteligentny budynek). Powstał w Niemczech w latach 90. Działa na standardowej instalacji elektrycznej. Potrzebna jest tylko dodatkowa żyła w przewodzie która łączy urządzenia pracujące w sieci LCN. Przesyłanie sygnału odbywa się na wyższych częstotliwościach (120 kHz). Tak zwane moduły logiczne odbierają komunikaty i przekazują do układu wykonawczego (np. zasunięcie żaluzji, zapalenie lampy, włączenie zraszacza). Dzięki temu że działa na zwykłej linii elektrycznej, koszty inwestycji są do 50% mniejsze w porównaniu do innych systemów automatyki budynku. Węzeł sieci – jest miejscem w sieci komputerowej, które może odbierać i wysyłać dane. Pod względem technicznym jest to urządzenie sieciowe, które zawiera w sobie wiele łączy telekomunikacyjnych i kieruje przesyłaniem informacji na odpowiednie łącze. Węzły sieci mogą być używane np. w sieciach lokalnych jako router lub przełącznik.

    Instytut Technik Innowacyjnych EMAG jest instytutem badawczym zajmującym się kompleksowym opracowywaniem a także wdrażaniem nowoczesnych urządzeń, systemów oraz technologii. Realizator prac naukowych, badawczo-rozwojowych, konstrukcyjnych i ekspertyz w zakresie elektrotechniki, automatyki przemysłowej, telekomunikacji, systemów monitorowania i urządzeń bezpieczeństwa, systemów sterowania procesami, informatyki technicznej, sieciowych systemów informacyjnych, racjonalnego użytkowania paliw i energii oraz ochrony środowiska. Ofertę EMAG-u uzupełniają: badania specjalistyczne, atestacyjne i certyfikacyjne przeprowadzane w Centrum Badań i Certyfikacji (m.in. w unikatowej Pracowni Badań Kompatybilności Elektromagnetycznej) posiadającym akredytacje PCA, małoseryjna produkcja aparatury i urządzeń oraz usługi serwisowe. EMAG posiada własny ośrodek szkolenia oraz wydaje własne czasopismo naukowo-techniczne "Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa", poradniki, instrukcje i monografie. EMAG to lider wielu segmentów rynku - m.in. w zakresie aparatury i systemów bezpieczeństwa i monitorowania zagrożeń naturalnych, systemów automatyki kontroli parametrów jakościowych węgla. Misją i głównym celem Instytutu EMAG jest opracowywanie nowych innowacyjnych rozwiązań oraz doskonalenie istniejących urządzeń, technologii i systemów przyczyniających się do poprawy efektywności procesów produkcyjnych, wzrostu bezpieczeństwa pracy i jakości życia. Siedziba Instytutu Technik Innowacyjnych EMAG mieści się w Katowicach. BAE Systems Inc. – amerykańskie przedsiębiorstwo zbrojeniowe, spółka-córka BAE Systems plc z siedzibą w Farnborough w Anglii, największa spółka koncernu BAE Systems, generująca ponad połowę przychodu holdingu z działalności operacyjnej, tworząca też większość nowych technologii koncernu. Siedziba BAE Systems Inc. znajduje się w Arlington w stanie Wirginia. Amerykańska spółka BAE Systems zajmuje się tworzeniem technologii i produkcją systemów elektronicznych, systemów zbierania danych oraz systemów wsparcia dla wszystkich rodzajów wojsk, a także systemów uzbrojenia.

    Telemetria – dziedzina telekomunikacji zajmująca się technikami przesyłu wartości pomiarowych na odległość. Polega ona zazwyczaj na umieszczaniu w terenie urządzeń, które dokonują pomiaru wybranej wielkości oraz automatycznego przesyłu danych drogą radiową lub telefoniczną do centrali. Do przesyłania wyników pomiarów używa się układów radiowych, modemów, Internetu oraz sieci telefonii komórkowej.

    Dodano: 13.04.2012. 17:17  


    Najnowsze