一种新型的空气动力计算机利用空气压力检测医疗设备的故障,取代了电子传感器,成为一种更安全、更便宜的替代方案。
未来的计划包括将其应用于危险环境。
研究人员开发了一种空气驱动的计算机,当某些医疗设备出现故障时,它可以检测并发出警报。
该设备通过消除对电子传感器的需求,简化了监测过程,提供了一种经济有效且可靠的方法来帮助预防血栓和中风。
发表在《设备》杂志的一篇论文中描述了这台计算机,它不仅可以在空气中运行,还可以使用空气发出警告。
当它检测到其设计用于监测的救生压缩机出现问题时,它会立即发出警报。
利用气动技术提高医疗器械的安全性间歇性气动压缩或IPC设备是一种腿套,定期填充空气,并挤压人的腿以增加血液流动。
这可以防止血栓导致血管堵塞、中风或死亡。
通常,这些机器由电子设备供电和监控。
“IPC设备可以拯救生命,但其中所有的电子元件使它们变得昂贵。
因此,我们想开发一种气动装置,摆脱一些电子设备,使这些设备更便宜,更安全,”加州大学河滨分校生物工程副教授,通讯论文作者威廉·格罗弗说。
技术见解:空气动力计算机的工作原理气动装置可以将压缩空气从一个地方移动到另一个地方。
货运列车上的紧急制动器是这样工作的,自行车泵、胎压计、呼吸器和IPC设备也是如此。
格罗弗和他的同事们认为,使用一个气动逻辑装置来控制另一个装置,并使其更安全是有意义的。
这种类型的设备的工作方式与电子电路类似,通过进行奇偶校验位计算。
格罗弗说:“假设我想用1和0来发送一条信息,比如1-0-1,三个比特。
几十年前,人们意识到他们可以将这三个比特与一条额外的信息一起发送,以确保收件人收到正确的信息。
”这条额外的信息称为奇偶校验位。
该位是一个数字 —— 如果消息包含奇数个1,则为1;如果消息包含偶数个1,那么为0。
如果数字1出现在偶数位的消息的末尾,那么很明显该消息是有缺陷的。
许多电子计算机用这种方式发送信息。
实际应用与未来展望一台空气驱动的计算机利用流经21个小阀门的气压差来计算1和0的数量。
如果计数没有出现错误,那么哨声就不会响起。
如果它真的响起来了,那就是机器需要修理的信号。
在一段演示气动计算机的视频中,格罗弗和他的学生用刀破坏了一台IPC设备,使其无法使用。
几秒钟后,哨声响起。
“这个装置大约有一盒火柴那么大。
它取代了一些传感器和计算机,”格罗弗说。
“因此,我们可以在检测设备问题的同时降低成本。
它还可以用于高湿度或高温环境,这些环境对电子产品来说并不理想。
”IPC设备监控只是空气计算的一个应用。
对于他的下一个项目,格罗弗想要设计一种设备,可以消除每年都要人命的工作 —— 在高高的筒仓顶部搬运谷物。
装满玉米或小麦的高楼、粮仓是美国中西部常见的景象。
通常,一个人必须用铲子进入里面,把里面的谷物摊匀,甚至把里面的成堆的谷物都铲平。
“由于谷物流动和人员被困,死亡风险惊人。
机器人可以代替人来完成这项工作。
而且,这些筒仓具有爆炸性,一个电火花就可以将筒仓炸开,因此电子机器人可能不是最好的选择,”格罗弗说。
“我想制造一个空气动力机器人,它可以在这种爆炸性环境中工作,不产生任何火花,并使人类远离危险。
”空气动力计算是一个已经存在了至少一个世纪的想法。
人们曾经制造过可以在打孔的纸卷上演奏音乐的空气动力钢琴。
现代计算机兴起后,工程师们对气动电路失去了兴趣。
格罗弗说:“一旦一项新技术占据主导地位,我们就会失去对问题其他解决方案的认识。
我喜欢这项研究的一点是,它可以向世界展示,在今天的情况下,100多年前的想法仍然有用。
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