Annons

Medicin, säkerhet, blixt och radar

Det blev ovanligt många bidrag med medicinsk anknytning i år. Hälften av bidragen handlade om dosering av medicin, blodanalys, elektronik för att motverka trycksår och effektivisering av proteinanalys. IoT-trenden fortsätter också att växa, med Internetanslutning, fjärranalys och integration av smarta telefoner. Men det fanns också plats för det mera oväntade, till exempel ett ytterst intressant nytänkande inom positionering och spårning.

UWB01
Prototypen till Ultra-wideband Tracker har fyra UWB-enheter.

Det handlar alltså om Swedish Embedded Award, embeddedtävlingen som i år hålls för femtonde gången. Tidigare i dag var det dags att presentera de tio nominerade bidragen. Om en dryg månad står det klart vilka som har vunnit.

Studenter, företag och IoT
Tävlingen har två grundkategorier – studenter och företag. Företagsbidragen tävlar i Enterprise Category och studentbidragen tävlar i Student Category. Vinnande studentbidrag får ett stipendium på 50 000 kronor.

I år finns dessutom en ny kategori, öppen för alla nominerade student- och företagsbidrag. Det handlar om bästa IoT-konstruktion och förutsättningen är naturligtvis att bidraget kan klassas som IoT-konstruktion. Det kan de flesta numera.

Embedded Conference Scandinavia
Tävlingen är numera hårt knuten till Embedded Conference Scandinavia, även om tävlingen faktiskt har existerat tre år längre än konferensen. I år hålls Embedded Conference Scandinavia 7-8 november i Kista och som vanligt ställer alla de tävlande bidragen ut på konferensens mässdel. Prisen delas, också som vanligt, ut i slutet av konferensen första dag. Sedan förra året sker det direkt efter konferensprogrammets slut den första dagen och med alla besökare och utställare välkomna på ceremonin.

Avancerade studentprojekt
i år finns det sex nominerade studentprojekt och fyra nominerade företagsprojekt. Därför kan det vara på sin plats att börja med studentprojekten. En trend över åren är att studentprojekten blir allt mer avancerade och allt mer ”färdiga” och det är något som märks tydligt också i år. men låt oss börja från början.

Tvättmaskin för proteiner
I dagens bioteknik-, medicinteknik- och läkemedelsforskning är det vanligt att analysera proteiner med en metod som kallas Western Blot-processen. I processen ingår en tvättsekvens som i dagens läge oftast görs för hand och där forskaren manuellt måste byta en vätska varje 5-15 minuter. Detta pågår i cirka 3-5 timmar.

Det här är naturligtvis ett alldeles ovanligt dåligt sätt att utnyttja värdefull tid. Dessutom är det viktigt att varje moment görs på exakt samma sätt och med exakta mellanrum för att få maximal noggrannhet.

Därför har Gustav Osswald och Lukas Hennicks från KTH tagit fram en ”tvättmaskin” som automatiserar och effektiviserar tvättsekvensen. Maskinen kallas: Osics – Western Blot Washer och har alla förutsättningar att förenkla arbetet på laboratorier och sjukhus.

Maskinen sköter alltså tvättsekvensen, vilket innebär att maskinens operatör endast behöver fylla på maskinen med vätskor och trycka på några knappar för att spara flera effektiva arbetstimmar. Maskinen består av ett precist vätske-dispenserings-system, ett kartesiskt positioneringssystem, en automatiskt gungande bräda för att hålla vätskan i rörelse samt ett automatiserat dräneringssystem.

osics02
Osics – Western Blot Washer, med upphovsmännen Lukas Hennicks och Gustav Osswald, bägge från KTH

Snabb analys räddar hjärtpatienter
33 618 människor dog 2013 av hjärtsvikt i Sverige (enligt Eurostat). Det motsvarar 37,4 procent av alla dödsfall i Sverige och visar att hjärtsjukdomar är ett stort problem som drabbar befolkningen i industriländerna.

Ett stort problemen är att undersökningarna och analyserna tar alldeles för lång tid. Ofta dröjer det ett par dagar innan resultatet från blodanalysen kommer tillbaka från laboratoriet och då kan det vara för sent. Snabb diagnos och omedelbara provsvar är viktigt för att kunna sätta in rätt åtgärder direkt.

Elmar van Rijnswou, Anna Blasi och Maximilian Stiefel från Uppsala Universitet har tagit fram en billig biosensor kallad UppSense. På sikt är tanken att patienterna själva skall kunna använda instrumentet i hemmet, men till att börja med kan analysinstrumentet användas på vårdmottagningar och akutmottagningar. Resultaten visas omedelbart.

UppSense mäter och stimulerar fluorescens och är redan i utvecklingsstadiet relativ precis. Fluorescens är gränssnitten till många kemiska analysprocesser och det finns utmärkta möjligheter att bredda användningen. UppSense är i första hand framtagen för att bestämma koncentrationen av NTproBNP i blodet, men enheten kan också användas som universell plattform.

uppsense02
Maximilian Stiefel från Uppsala Universitet berättar här för jurymedlemmen Bengt Magnhagen om hur UppSense fungerar

uppsense03
Biosensorn UppSense är mycket liten och lättanvänd

Rätt tryck i däcken
Korrekt däcktryck på fordon är bra både för ekonomi, miljö och säkerhet. Idag läser många åkerier av däcktryck manuellt genom att en person går runt bland fordonen. Att automatisera detta skulle göra processen billigare och effektivare.

Det här är fullt möjligt, eftersom de flesta moderna lastbilar och bussar redan har individuell avkänning av lufttrycket i däcken. Trådlösa sensorer skickar signaler några tiotal meter till en datainsamlare i fordonet (TPMS-system), som i sin tur översätter informationen och skickar den via CAN-buss till fordonsdatorn.

Men signalerna kan lika gärna fångas upp när fordonet passerar förbi i till exempel en bussterminal. Genom att översätta CAN-signalerna så de kan presenteras på en dator blir det då möjligt att i realtid få information om fordonsflottan.

Niklas Ernmark från KTH har tagit fram ett CAN-adapterkort med översättare så att informationen går direkt från TPMS-systemet via USB till en PC-dator.

CAN01
Niklas Ernmark, KTH, med sitt CAN-adapterkort

CAN02
Däcktrycksensor

Medicin vid rätt tillfälle
Att ta sin medicin vid rätt tillfälle är viktigt, men inte alltid så lätt. Ofta handlar det om flera doseringstillfällen per dag och det är lätt att glömma bort eller hoppa över.
Därför har Johanna Ejesson och Rasmus Andréasson Persson från Högskolan i Halmstad tagit fram MeDoc, en medicindosa som kommunicerar med en smartphone-applikation för att förse brukare med medicin flera gånger per dag, och se till att medicinen tas vid rätt tidpunkt. Medicindosan är utformad som en flaska för att den skall vara lätt att ta med sig. Applikationen innehåller en schemaläggningsfunktion som indikerar när medicinen skall tas. Medicindosan börjar då blinka grönt för att visa att det är dags för medicinering.

Medicindosan kan fyllas med medicin som räcker i tre dagar och varje gång dosan blinkar grönt trycker användaren på knappen och rätt piller faller ner i handen. Om man struntar i indikationen börjar dosan efter en stund att blinka rött.

medoc02
Johanna Ejesson och Rasmus Andréasson Persson från Högskolan i Halmstad har tagit fram Medicindosan MeDoc

medoc01
Medicindosan MeDoc är utformad ungefär som en liten vattenflaska och är lätt att ta med

En robot som följer efter
Robotar och andra rörliga enheter behöver system för att bestämma position, navigera och följa efter en annan enhet. Ofta görs detta med visionssystem, som i sin tur förutsätter att målet finns inom synhåll. Det begränsar möjligheterna och gör systemen känsliga för störningar.

Ett alternativ är att använda UWB-teknik med bredbandiga signaler på mycket hög frekvens. Med några fasta UWB-sändare är det möjligt att positionera en enhet inom ett ganska litet täckningsområde. Men det löser förstås inte problemet med att få en golfvagn, resväska eller rullstol att följa efter en person eller ett fordon.

Fredrik Treven och Gabriel Ortiz Betancur från Chalmers Tekniska Universitet har därför vänt på problemet. I deras ”Ultra-wideband Tracker” placerar de fyra ”ankare” (UWB-enheter) i hörnen på den enhet som skall följa efter. Den kan på det sättet med centimeterprecision hålla reda på var målet befinner sig. Tekniken kallas ”flipped anchors method” och fungerar förvånansvärt bra. Avändningsområdena är många och tekniken kan till och med användas för exakt positionering av till exempel fjärrstyrda gräsklippare.

UWB02
Gabriel Ortiz Betancur, Chalmers Tekniska Universitet, med Ultra-wideband Tracker

UWB01
Prototypen till Ultra-wideband Tracker har fyra UWB-enheter.

Undvik trycksår
Trycksår (tidigare liggsår eller decubitus) är ett stort problem för många rullstolsburna. Skadorna kan bli mycket allvarliga och djupa. Redan ett tryck på 32 mm Hg kan hindra blodflödet.

Många handikappade, speciellt de med ryggmärgsskador, kan inte byta läge på egen hand och på det sättet minska risken för tryckskador. Ett system som känner av tryckdistributionen på rullstolssitsen gör det lättare att hantera problemet.

Pressure Distribution Measurement System for Wheelchair Seats är framtaget av Jawad Ahmad, Johan Sidén och Henrik Andersson vid Mittuniversitetet. Mätsystemet använder tryckta tunna flexibla trycksensorer med bland annat piezoresistivt bläck. Sensormatrisen har 16 sensorer över en area av 23,5 x 21,5 cm. Data från sensorerna behandlas och ger bland annat information om tryck och sittställning.

Trycksensorerna är tunna, billiga och kan tillverkas i mycket stora format (2 x 2 meter). Därför finns också goda möjligheter att vidareutveckla systemet också till sängar.

wheelchair01
Jawad Ahmad, Mittuniversitetet med en bildskärm som tar emot data från trycksensorerna och visar var det finns risker för trycksår

wheelchair02
Mätsystemet använder tryckta tunna flexibla trycksensorer

Enterprise Category
De fyra företagsbidragen skiljer sig mycket kraftigt från varandra. Det gemensamma är att de är tekniskt avancerade och att de redan är färdiga och testade produkter.

Enklare IoT-projekt
Att ta fram kompletta IoT-produkter kräver ett mycket brett och djupt kunnande. Det här är ett stort problem, eftersom det ofta är svårt att hitta kompetenta tekniker inom så många områden. Risken är också stor att utvecklingstiden blir onödigt lång.

DeviceRadio löser många av de här problemen med en ny infrastruktur för uppkopplade produkter. Den fungerar som ett globalt horisontalt lager ovanpå exempelvis WiFi, 4G, Bluetooth och LoRa, men under IoT-plattformar, appar och tjänster. Detta skapar en klar separation mellan hårdvara och mjukvara och innebär att ett hårdvaruföretag kan fokusera på bara hårdvaran.

devradio01
DeviceRadio Multi-Link, kommunikationskort

devradio02
Christian Klemetsson, DeviceRadio AB

Övervaka järnvägskorsningar
Att övervaka järnvägskorsningar låter kanske inte så komplicerat. En kamera och lite analysprogram borde räcka.

Men så lätt är det inte alls. Snö och regn gör ofta kameraövervakning omöjlig och en rad andra problem gör att det krävs bättre teknologi.

QR77SAW är en 77 GHz radar från Qamcom Research and Technology AB, baserad på ett chipset avsett för fordonsradar. Den är utvecklad för att övervaka korsningar mellan tågräls och bilväg för att säkerställa att rälsen är fri då tågen passerar.

De två stora utmaningarna för den här typen av system är stationära mål, t ex om en bil parkerar på spåret och förändringar i bakgrundsmiljön, t ex snöfall. För att hantera dessa har unika algoritmer utformats av Qamcom.

Radarn har nyligen passerat säkerhetstestningen och klarade då SIL 4, för detektionsförmåga.

radar01
Gary Jonfors och Fabian Wenger, Qamcom Research and Technology AB

radar02
QR77SAW, radarenhet och display

Läkemedelsdosett
Också bland företagsbidragen finns en automatiserad läkemedelsdosett. Pilloxa Pillbox är en smart läkemedelsdosett med inbyggda sensorer som är kopplad till en mobilapplikation via Bluetooth eller GPRS. Sensorerna mäter innehållet i varje dosfack och meddelar användare, anhörig eller vårdgivare när användaren missat en dos. I appen visas en automatisk uppdaterad medicinlista och ett motivationsverktyg för långsiktig följsamhet (framöver HälsaFörMig). Dosetten är framtagen av Pilloxa AB i samarbete med utvecklingspartnern Prevas AB.

pilloxa01
Pilloxa Pillbox, läkemedelsdosett

pilloxa02
Francesco Mazzotta, Pilloxa AB, Stefan Norrwing, Prevas AB och Rodrigo Lorenzo Leal, Pilloxa AB

Studioblixt i miniformat
Profoto A1 är världens minsta studioblixt. Den är till för bildskapare som vill arbeta aktivt med ljus för sin kreativa process. Förutom en vacker och formbar ljusbild är den också mycket lättanvänd. Ett grafisk gränssnitt på skärmen med litet djup i menyerna hjälper användaren att hitta rätt och enheten fungerar som en del i Profotos radiosystem. Maxeffekten är 65 000 W och energin kan i realtid regleras ner till 1/4000 av full energi. Hela konstruktionen väger bara 560 g.

profoto01
Profoto A1

profoto02
Marcus Hultmark, Carl Grubbström och Ulf Carlsson, Profoto AB

Elektronik i Norden är sedan starten medorganisatör av Swedish Embedded Award, tillsammans med Branschorganisationen Svensk Elektronik, med sektionen Embedded Technology.

Comments are closed.