Annons

Embeddedtävling med gränssnitt till kropp och maskin

Startfältet är nu klart till årets upplaga av Swedish Embedded Award. Där finns allt från ett digitalt gränssnitt mellan styrbar protes och människa till ett system för att tidigt hitta tecken på överansträngning och hälta hos hästar. Som vanligt spänner bidragen över ett brett fält.


Magnus Niskas armprotes styrs direkt från hjärnan och använder ett digitalt gränssnitt för styrning och återkoppling, Från vänster Magnus Niska, Enzo Mastino och Max Ortix Catalan

På pressvisningen var det ändå svårt att ”toppa” demonstrationen av projektet ”The Artificial Limb Controller, ALC” från Integrum/Chalmers. Magnus Niska kunde visa hur hans styrbara armprotes med återkoppling gör det möjligt att leva ett fullständigt normalt liv.

– Många som har protes väljer att inte använda den eftersom de är klumpiga och inte gör någon större nytta. Min protes är något helt annat. Jag styr den på samma sätt som man styr en vanlig arm och jag har till och med en form av känsel i den.

Informationen till och från protesen går via ett elektroniskt gränssnitt som från början var analogt, men nu är digitalt. Det ger mycket större möjligheter att styra i många nivåer och med många kanaler. En inbyggd signalprocessor hanterar gränssnittet och det är möjligt att koppla in ett Bluetooth-gränssnitt för att ändra parametrar och finjustera.

– Däremot vill vi inte ha ett trådlöst gränssnitt mellan armen och protesen, säger Max Ortiz Catalan, som driver forskningsprojektet på Chalmers.

Protesen styrs från hjärnan, via sensorer i musklerna. Avkänningen av muskelsignaler till elektroniken och vice versa är förvånansvärt oproblematisk.

– Sensorerna är av kisel och tantal och bäddas in i musklerna. Det innebär att signalstyrkan förändras en del den första tiden, men sedan planar den ut och håller sig ganska konstant i åratal. Det här hanteras av elektroniken.

Med ett standardiserat gränssnitt kan man naturligtvis tänka sig en del mera science fiction-betonade möjligheter. Magnus Niska har ett önskemål.

– Det skulle vara intressant att koppla in gränssnittet mot en grävskopa.

Företagsbidrag
Årets bidrag i företagskategorin (Enterprise Category) är:

The Artificial Limb Controller, ALC, från Integrum AB med utvecklingspartner Chalmers.
Ny teknik gör det möjligt att koppla en elektroniskt styrd protes direkt till ben, nerver och muskler. Enhanced-OPRA (e-OPRA) är idag det mest avancerade osseo-neuromuskulära gränssnittet och med hjälp av digital signalbehandling är det möjligt att ta steget från dagens analoga gränssnitt till ett digitalt. Det ökar styrmöjligheterna dramatiskt. ALC är utvecklad för att vara kompatibel med befintliga analoga proteser och har upp till 16 styrkanaler. e-OPRA i kombination med ALC är idag den enda proteslösningen som möjliggör taktil känselåterkoppling för långtids daglig användning i hemmet.


Gränssnittet mellan arm och protes

 

sCCI, Smart Cold Chain indicator, från Temperature Sensitive Solutions AB.
sCCI är ett komplett system baserat på en smart etikett för temperaturmonitorering. Systemet är både kopplat mot molnet och möjligt att avläsa i fält. Konstruktionen och produktionstekniken möjliggör billiga och små etiketter, baserade på en kombination av tryckt elektronik och traditionell elektronik. Systemet är designat för att kunna distribuera läkemedel från att det tillverkas till att det når patient.


David Nilsson, Rise och Kjell Runngren, Temperature Sensitive Solutions AB, visar en sensor som klarat resan utan att gå utanför begränsningarna och en som utsatts för felaktig temperatur vid något tillfälle. Etiketten kan via NFC skicka information till en vanlig mobiltelefon om var under kedjan problemet inträffat och hur stor avvikelsen varit.

 

zForceAIR Sensor Module, från Neonode
Neonodes sensormoduler kan användas som peksensor eller för att helt beröringsfritt känna av gester i luften samt olika typer av statiska och dynamiska objekt. Neonodes sensormoduler består av ett antal VCSEL-(Laser)och detektorchip samt anpassningslogik, system ASIC och en ARM M4 mikroprocessor i chipform, vilka är precisionsmonterade tillsammans med optiska linsmoduler i en mycket kompakt enhet, tillverkade i Sverige. Modulerna är idealiska för integration inom ett brett spektrum av applikationer inom t ex fordons-, konsumentelektronik-, medtech- och robotmarknaden.


Bengt Edlund och Håkan Persson, Neonode, med företagets VCSEL-baserade sensormodul

Årets bidrag i studentkategorin (Student Category) är:

Automatisk aeroponisk odling, av Erik Karlsson och Fredrik Träpja, Högskolan i Halmstad.
Automatisk aeroponisk odling är ett system för att odla grönsaker inomhus. Aeroponics innebär att man odlar utan jord och låter rötterna till växterna hänga i luften fritt. I den kammare där rötterna hänger fritt sprutas en dimma av vatten och näring på rötterna som får dem att växa.
Systemet är automatiserat och slutet.
Det automatiserade systemet ser till att från fröet sätts till växten ska skördas behövs inget underhåll. Data hämtas från sensorer och systemet styr luftfuktighet, ljus, co2-nivå etc.


Fredrik Träpja och Erik Karlsson, Högskolan i Halmstad, tillsammans med Bengt Magnhagen, professor emeritus och jurymedlem.

 

AutoRIO, av Mohammad Loni, Masoud Daneshtalab och Mikael Sjödin, Mälardalen University.
AutoRIO är en testmiljö i realtid för autonoma fordon. Via testmiljön är det möjligt att testa idéer i en kontrollerad miljö. Testmiljön kan också användas för inlärning med hjälp av moderna deep learning-algoritmer.


Mohammad Loni, Mälardalen University, visar AutoRIO

 

CASS: Consumer Attributes and Satisfaction Assessment System, av Vaibhav Bhatia, KTH.
CASS är ett system som med hjälp av en kamera läser av en persons ansiktsuttryck och tolkar personens känslor. Detta kan vara mycket användbart, framför allt i säljsituationer och för att ge återkoppling på reklam.
Systemet är baserat på fristående enheter som gör lokala uppskattningar. Genom att skicka information till ett moln av sammankopplade enheter går det att nå ännu bättre resultat.


Vaibhav Bhatia, KTH, visar statistik från ansiktsigenkänning

 

Digitalization of Green Plant Wall based on IoT and Cloud, av Yu Liu, Kahin Akram Hassan, Adam Rohdin och Karim Samim, Linköpings universitet.
En ”green plant wall” är en vertikal vägg där olika typer av gröna växter kan växa. Systemet består av ett medium för växterna, bevattning, belysning och ventilering. Väggen ger ett förbättrat inomhusklimat och är i första hand avsett för offentliga platser.
Genom att automatisera systemet minskas behovet av underhåll och målet är att lösningen skall vara tillförlitlig, lättanvänd och billig.
Sensorer och styrsystem kommunicerar via molnet och använder Microsofts Azure-tjänster.


Yu Liu, Adam Rohdin och Karim Samim, Linköpings universitet, med styrsystemet till den gröna växtväggen

 

Low Cost Immersive Streaming Solution, av Shaji Farooq Baig, KTH.
Projektet gör det möjligt att strömma fisheye-videodata från YI-cam-kameror eller telefoner/raspberry pi-enheter med fisheye-objektiv till molnet och lagra sfärisk videoinformation på en mobilkompatibel website. Servern sköter omvandlingen av bilden till en sfärisk projektion.
På det här sättet går det att använda information från vanliga billiga kameror för att ge 360-video, något som hittills krävt mycket dyrare utrustning.


Video från en enkel fisheye-kamera kan enkelt omvandlas till 360-video med Shaji Farooq Baigs konstruktion

 

Smarthorse Lab, av Sandra Pantzare och Elin Wollert, Linköpings Universitet.
Den vanligaste skadan hos hästar är idag skador relaterade till hälta, oftast orsakad av att en mindre skada inte blir upptäckt i tid.
Idén med denna produkt är att få ut en hästs rörelsemönster genom att mäta krafter under hästens hovar. Detta sker genom att använda tryckt elektronik och trådlös kommunikation, där sensorer och elektronik implementeras i en sula som placeras mellan hästens hov och sko. Sensorn är fäst under en hästs hov i ca 6–8 veckor.
Sensorerna kommunicerar med en extern enhet som samlar alla data och sparar dem i ett moln där ytterligare signalbehandling och dataanalys sker.


Sandra Pantzare och Elin Wollert, Linköpings Universitet, med en sensor monterad mellan hov och hästsko

 

Uppkopplad Askkopp, av Max Faxälv, Lunds Universitet.
Med hjälp av modern teknik effektiviseras insamlandet av cigarettfimpar, som är den vanligaste formen av skräp i dagens stadsmiljö. Cigarettfimparna räknas med hjälp av en IR-sensor och informationen visas både på en display på askkoppen samt skickas via ett LoRa-nätverk till en mobiltelefon eller en dator placerad hos stadsförvaltningen. Med denna lösning uppmuntras användaren att slänga fimpen i askkoppen genom direkt återkoppling via displayen och mängden farliga mikroplaster i naturen kan minskas.


Max Faxälv och Christer Cederberg, Lunds Universitet, med första versionen av den uppkopplade askkoppen

 

USB 3.0 utläsningselektronik för Timepix3 hybrid pixeldetektor, av Till Dreier, Jan-Oliver Schöwerling, David Krapohl, Najeem Lawal och Dzimitry Maneuski, Mittuniversitetet.
Timepix3 är en hybridpixeldetektor som består av en 256×256 pixelmatris för energiupplösta foton- och partikelmätningar med en tidsupplösning av 1,56 ns. Chipen utvecklas av Medipix-gruppen på CERN som leder Medipix-samarbetet med flera internationella medlemmar, en av dem Mittuniversitetet.
Systemet som presenteras här hanterar konfiguration och höghastighetsdataöverföring mellan Timpix3-chipet och datorn. Detta system gör det möjligt att använda en vanlig bärbar dator som mätsystem för röntgen eller partikelmätningar. Systemet är FPGA-baserat med inbyggt gränssnitt för pre-processning och kommunikationen körs via USB 3.0, eftersom gränssnittet är snabbt nog och finns på alla moderna datorer.


David Krapohl och Till Dreier, Mittuniversitetet, med utläsningselektroniken för pixeldetektorn.

Tre kategorier
Priset delas ut i tre kategorier: Enterprise Category, Student Category och IoT Category. Nominerade till IoT-kategorin är alla företags- eller studentbidrag som uppfyller kraven på att vara IoT-konstruktioner.

Alla nominerade bidrag får tillgång till en monter på Embedded Conference Scandinavia, 6-7 november på Kistamässan, där de kan visa sina bidrag. Vinnarna utses vid en ceremoni i slutet av den första konferensdagen (6 november). Vinnarna av Student Category får, förutom plaketter, diplom och ära, dessutom ett stipendium på 50 000 kronor.

Swedish Embedded Award arrangeras i år för sextonde gången. Arrangörer är:
* Branschorganisationen Svensk Elektronik – med sektionen Embedded Technology
* Elektronik i Norden

Comments are closed.