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.