Asjade interneti seadmeid võid tulevikus leida nii kapsapõllult kui ka prügikastist

TalTech uurib koostöös Teliaga juba mitmendat aastat asjade interneti ja 5G tehnoloogia võimalusi. Tänaseks on Thomas Johann Seebecki elektroonikainstituudi uurimisrühm töötanud välja testvõrgu, mille abil on selgunud seadmete detailsem energia kasutusmudel. Nn kitsasriba asjade internetiga (NB-IoT) tegelevate teadlaste töö tulemusel on nüüd teada, kuidas NB-IoT-seade töötab erinevates tingimustes, milline on sellel põhineva võrgu ulatus ja kuidas muutub IoT-seadmete energiakasutus erinevates oludes.

Rühma juhi, professor Muhammad Mahtabi Alami sõnul tähendab see, et detailselt ja empiiriliselt on mõõdetud, kui palju kasutab NB-IoT seade energiat baasjaamaga ühendust võttes, andmeid vahetades, taasühendudes või energiasäästurežiimil olles. Alami sõnul ei ole sarnaste seadmete energiakasutust varem nii detailselt uuritud. „Energiamudel annab NB-IoT seadme kasutajale olulist infot, kui kaua selle aku töötab ning seade andmeid edastab,“ märkis Alam. Ta tõi näiteks kapsapõllule paigaldatud niiskusesensori, mis võib kuni 30 km kauguselt baasjaamale teada anda, et nüüd on vaja põllukastmise süsteemid sisse lülitada. Olenevalt seadistustest on NB-IoT seadmete akud ka üsna energiasäästlikud: kui seade edastab infot vaid mõned korrad päevas, siis võib aku vastu pidada 10 aastat.

Uue tehnoloogia võimekuse testimiseks on instituudis tänaseks valminud kaks magistritööd, millest esimese fookuses on nn nutikad prügikastid. Selleks loodi spetsiaalne algoritm, mille abil on prügifirmal võimalik infot saada prügikastide täitumisest ning planeerida efektiivsemalt nende tühjendamist. Teine magistritöö tegeleb autode teenindusvajaduse prognoosimisega. Selleks on autole paigaldatud sensorid, mille abil jälgitakse konkreetseid parameetreid ning kõrvalekallete puhul edastatakse andmed autoteenindusse. „Siis on juba teeninduse roll võtta autoomanikuga ühendust, et remondiks aeg kinni panna ning vältida inimese ja auto teepeale jäämist,“ selgitas Alam.

Välja töötatud meetod on uudne ja kõrge potentsiaaliga asendus praegusele kuldstandardi staatuses olevale südame pärgarteri angiograafiale, mis on läbistav, potentsiaalselt eluohtlik ja kallis kliiniline protseduur.

Elektroonikainstituudi bioimpedantsi uurimisrühm lõi teadur Margus Metsheina juhtimisel mehaanilise voolikute süsteemi uurimaks südame ja veresoonkonna töö olulisi aspekte ja võimalusi selle oleku pidevjälgimiseks. Tegemist on kontrollitud keskkonnaga, mille toimimist saab lihtsalt jälgida ja vajadusel muuta. Verd asendab kontrollitud elektrijuhtivusega ja inimese vererõhukõverat simuleeriva rõhu all olev soolvesi.

Metsheina sõnul saab loodud voolikute süsteemi oleku muutmise teel imiteerida välispidist survet kodarluuarterile, uurida selle mõju elektrilise bioimpedantsi abil mõõdetud pulsilainele ja selle vastavust rõhusensorist saadule.

Margus Metshein selgitas, et see võimaldabki luua praktilistel mõõtmistel põhineva aluse pulsilaine kujunemise põhjuste seletamisele ja interpreteerimisele. Selle tulemusena paraneb mitteinvasiivse ja usaldusväärse pidevjälgimise võimekus. Tulemusi on kasutatud prototüüpseadme laborikatsetustel arendusgranti EAG34 raames: Aordi tsentraalse vererõhukõvera mitteinvasiivne mõõtesensor (Mart Min, 2020). Arendustöö käigus näidati, et kodarluuarteril mõõdetud elektrilise bioimpedantsi signaali abil saab edukalt sünteesida aordikaares tekkivat rõhusignaali.

See tähendab, et saame elektrilise bioimpedantsi muutuste kaudu mõõta vererõhku, minimeerides sealjuures väliseid mõjutusi ning disainida häirekindlaid kehal kantavaid seadmeid südame- ja veresoonkonna parameetrite pidevaks moonutusteta jälgimiseks.

Läbiviidud uurimistöö teemal kirjutatud artikkel pealkirjaga „Correlation Between Electrical Bioimpedance and Pressure Waveform in Radial Artery and in Mechanical Pulsating Pipe System“ pälvis parima teadusartikli auhinna IEEE Instrumentation & Measurement ühingu rahvusvahelisel aastakonverentsil I2MTC2020.

Kui arvad, et soovid lahendada päriselu probleeme ja kasutada selleks infotehnoloogia võimalusi, siis TalTechi IT-teaduskonnas saad õppida kõiki IT valdkondi tipptasemel. Mõtle suurelt ja astu tulevikku juba täna! Loe lähemalt: teejuht.taltech.ee/it-teaduskond. Vastuvõtt Tallinna Tehnikaülikooli on avatud kuni 6. juulil kella 12.00-ni

Millega IT-teaduskonnas veel tegeletakse? Tule ja kuula IT-tudengite ja teadlaste silmiavavaid ettekandeid juba 16. juunil virtuaalsel IT-innovatsioonifestivalil.