空気動力コンピューターは血栓や脳卒中を防ぐことができる

新しい空気駆動式コンピューターは、特定の医療機器が故障すると警報を発します。

この発明は、電子センサーを使わずに、血栓や脳卒中の予防に役立つ、より信頼性が高く低コストな方法です。

ジャーナルの論文で説明されている デバイスコンピューターは空気で動作するだけでなく、空気を使って警告を発します。監視対象の救命用圧縮機に問題が検出されると、すぐにホイッスルが鳴ります。

間欠的空気圧迫装置（IPC）は、定期的に空気を充填して脚を圧迫し、血流を増加させる脚用スリーブです。これにより、血管の閉塞につながる血栓が予防されます。 ストローク、または死。通常、これらの機械は電子機器によって電力供給され、監視されています。

「IPC デバイスは命を救うことができますが、その中にあるすべての電子機器が高価です。そのため、電子機器の一部を取り除いた空気圧デバイスを開発し、これらのデバイスをより安価で安全なものにしたいと考えました」と、カリフォルニア大学リバーサイド校のバイオエンジニアリング准教授で論文の責任著者であるウィリアム・グローバー氏は言う。

空気圧は圧縮空気をある場所から別の場所へ移動させます。貨物列車の緊急ブレーキはこのように作動します。自転車の空気入れ、タイヤ空気圧計、人工呼吸器、IPC デバイスも同様です。グローバー氏と彼の同僚にとって、1 つの空気圧ロジック デバイスを使用して別のデバイスを制御し、安全性を高めることは理にかなっています。

このタイプのデバイスは、パリティ ビットの計算を行うことで、電子回路と同様の方法で動作します。

「1-0-1 のように 1 と 0 の 3 ビットでメッセージを送信したいとします」とグローバー氏は言います。「数十年前、人々は、受信者が正しいメッセージを受け取ったことを確認するために、この 3 ビットにもう 1 つの情報を追加して送信できることに気付きました。」

この追加情報はパリティ ビットと呼ばれます。このビットは数字で、メッセージに 1 が奇数個含まれている場合は 1、偶数個含まれている場合は 0 になります。偶数ビットのメッセージの最後に数字の 1 が表示された場合、メッセージに欠陥があったことは明らかです。多くの電子コンピューターは、この方法でメッセージを送信します。

空気圧式コンピューターは、21 個の小さなバルブを流れる空気圧の差を利用して、1 と 0 の数をカウントします。カウントにエラーが発生していない場合は、ホイッスルは鳴りません。

もしもホイッスルが鳴ったら、それは機械の修理が必要だというサインだ。グローバー氏と彼の学生たちがエアコンピューターを実演するビデオでは、ナイフでIPC装置を壊して使えなくしている様子が映っている。数秒後、ホイッスルが鳴る。

「このデバイスはマッチ箱ほどの大きさです。コンピューターだけでなく、いくつかのセンサーも置き換えます」とグローバー氏は言います。「そのため、コストを削減しながらも、デバイスの問題を検出できます。また、電子機器には適さない高湿度や高温の環境でも使用できます。」

IPC デバイスの監視は、エア コンピューティングの 1 つの用途にすぎません。次のプロジェクトでは、グローバー氏は、毎年人の命を奪っている作業、つまり背の高いサイロの上で穀物を移動させる作業を不要にするデバイスを設計したいと考えています。

トウモロコシや小麦がいっぱい詰まった高層ビル、穀物サイロは、中西部ではよく見かける光景です。多くの場合、人間がシャベルを持って中に入って穀物を砕き、中の山を平らにならさなければなりません。

「穀物が動いて人が挟まることで、驚くほど多くの死者が出ています。人間の代わりにロボットがこの仕事をこなすこともできます。しかし、これらのサイロは爆発性があり、電気火花が 1 つ出るだけでサイロが吹き飛ぶ可能性があるため、電子ロボットは最良の選択ではないかもしれません」とグローバー氏は言います。

「爆発の危険がある環境でも動作し、火花を発生せず、人間を危険から救うことができる空気動力ロボットを作りたい。」

空気圧コンピューティングは、少なくとも 1 世紀前からあるアイデアです。かつては、ロール紙に穴を開けて音楽を演奏できる空気圧ピアノが作られていました。しかし、現代のコンピューティングが普及した後、エンジニアは空気圧回路に興味を失いました。

「新しい技術が主流になると、私たちは問題に対する他の解決策に気づかなくなります」とグローバー氏は言う。「この研究で気に入っている点の 1 つは、100 年以上も前のアイデアが今でも役立つ場合があることを世界に示すことができることです。」

ソース： カリフォルニア大学リバーサイド校