24
IT podpora výroby I služby I CAx technologie
T
Vývoj INOVATIVNÍ NOSITELNÉ
ELEKTRONIKY pro zdravotnictví
Algoritmy jsou určeny k diagnostice zdravotního stavu aktivních sportovců vracejících se po úrazu. Cílem je vyhodnocení,
zda je sportovec dostatečně v pořádku,
aby se mohl vrátit k určitému sportu nebo
aktivitě. Bezdrátová zařízení pro analýzu pohybu měří a sledují pohyb, zatímco se uživatel volně pohybuje v libovolném prostředí
(obrázek 2). Algoritmy vyvinuté v MATLABu
tato surová data filtrují a analyzují. Výsledky
analýzy pomáhají lékařům lépe porozumět
tomu, jak se jejich pacienti zotavují a zda jsou
připraveni vrátit se ke svému sportu.
Ukázku vývoje algoritmu pro analýzu
dat z nositelných zřízení najdete pod názvem „Analyzing Fitness Data from Wearable Devices in MATLAB“ na stránkách
www.mathworks.com.
p
Obrázek 1: Vývojové prostředí MATLAB a Simulink
Nositelná elektronika (Wearable technology)
a mobilní technologie se staly nedílnou součástí sortimentu produktů pro fitness a wellness. Technologie však postupují vpřed a na
trhu se začínají objevovat i seriózní lékařská
zařízení pro monitorování zdravotního stavu
pacientů, ať se jedná o dlouhodobý sběr dat
nebo nástroje pro okamžité vyšetření zdravotního stavu.
„Jako nositelná elektronika se označují
miniaturizovaná elektronická zařízení, která
jsou navržena tak, aby mohla být běžně nošena člověkem ...“ (http://cs.wikipedia.org).
Nositelná elektronika a mobilní aplikace
utvářejí budoucnost zdravotnické péče.
Pohybové senzory a přidružené aplikace
umožňují přesné zachycení, měření a zaznamenání pohybů uživatele. Ve spojení s údaji
o srdečním tepu či zvukovým záznamem poskytují lékařům biometrické údaje, které by
bylo obtížné získat jiným způsobem. Příkladem mohou být krátkodobé změny dýchání
nebo aktuální rozsah pohybu pacienta.
Vývoj nových prostředků
p
prevence, diagnostiky a léčby
g
y
y
d
Vývojem inteligentních algoritmů mohou inženýři a vědci pomoci lékařům, výzkumným
pracovníkům a pacientům spravovat obrovské množství biometrických dat shromažďovaných nositelnými zařízeními. Inteligentní
algoritmy umožňují uživatelům vizualizovat
data a získat nový pohled na své vlastní zdraví
nebo zdraví svých pacientů.
Vzhledem k rapidnímu nárůstu počtu nositelných zařízení na trhu a jejich obchodnímu
T+T T e c h n i k a a t r h 1 1 / 2 0 1 7
i společenskému potenciálu, je při vývoji nositelné elektroniky kladen velký důraz na rychlost návrhu a nasazení inovativních řešení do
reálného provozu. Vývojová prostředí, jako
je software MATLAB a Simulink (obrázek 1),
usnadňují vývoj složitých algoritmů a rychlý
přechod od simulačních prototypů k nasazení algoritmů na cílové platformy.
Reálné aplikace
p
d
Inovativní přístup k monitorování zdravotního stavu pacientů přinesl produkt společnosti Respiri, kde inženýři za pomoci MATLABu
vyvinuli akustické algoritmy pro monitorování dýchacích cest. Úkolem algoritmů je
diagnostikovat u pacientů astma. Uživatelé
dýchají do speciálního příručního zařízení,
které analyzuje zvuk a detekuje v něm vzorce charakteristické pro astma. Díky tomu lze
sledovat vývoj astmatu pacienta v domácím
prostředí, či monitorovat jeho okamžité reakce na okolní podněty.
Dalším příkladem je vývoj algoritmů
pro analýzu pohybu společností dorsaVi.
Co je MATLAB
HUMUSOFT s.r.o.
http://www.humusoft.cz
Obrázek 2: Využití snímače ViMove
při běžeckém tréninku
d
MATLAB je inženýrský nástroj a interaktivní prostředí pro vědecké a technické
výpočty, analýzu dat, vizualizaci a vývoj algoritmů. Nabízí množství výpočetních
funkcí v oblastech, jako je aplikovaná matematika, strojové učení, zpracování
signálu, počítačové vidění, návrh řídicích systémů či robotika. Simulink je grafická nadstavba MATLABu, která umožňuje snadno vytvářet a simulovat modely
algoritmů ve formě blokových schémat. Implementace na cílovou platformu se
opírá o automatické generování kódu v jazyce C nebo HDL přímo z navržených
modelů a algoritmů.