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Posted: September 2, 2017 |
In diesem Beitrag beschreibt Toshiba einige der Trends, Anwendungen und Herausforderungen, die hinter diesem Wachstumsmarkt stecken. Zudem wird die neueste Bluetooth-Technologie vorgestellt, die tragbare Gesundheits-/Healthcare-Produkte der nächsten Generation ermöglicht. Bluetooth: Die Grundlagen Ursprünglich als Funk-Kommunikationsprotokoll für kurze Reichweiten entwickelt, wurde Bluetooth „Classic“ zunächst als Protokoll für den Anschluss von Computerperipherie wie Tastaturen, Computer-Mäusen und Lautsprechern verwendet. Mit dem Aufkommen erster Mobiltelefone war Bluetooth das Protokoll der Wahl für Freisprech-Kopf-/Ohrhörer. Als Mobiltelefone zu Smartphones weiter entwickelt wurden, hat sich auch Bluetooth weiter verbessert. Das Smartphone wurde zu einem vielfältig einsetzbaren Gerät, um im Internet zu surfen und auf Dienste zuzugreifen. Um die Anforderungen der Mobilgeräte vor allem in Bezug auf einen niedrigen Stromverbrauchs zu erfüllen, wurde Bluetooth Low Energy (Bluetooth LE) eingeführt. Derzeit wird Bluetooth LE jährlich in drei Milliarden neuen Geräte integriert (Quelle: ABI Research, Dezember 2016). Dieser Anteil wird weiter wachsen, da neue Anwendungen die kommenden Versionen des Protokolls aufnehmen und werden nutzen können. André M. Chagas und Dr. Tom Baden erklären im Interview mit COMPAMED.de wie ihr Laborsystem aufgebaut ist. Außerdem stellen sie die Unterschiede zu herkömmlichen Laborsystemen heraus und beantworten die Frage, welche neuen Möglichkeiten Open-Labware Systeme für Schwellenländer schaffen können. Dr. Tom Baden: Im Wesentlichen wird alles von einem Rahmen aus dem 3D-Drucker zusammengehalten. Im Kern befindet sich ein Raspberry Pi - das ist ein Einplatinencomputer - und eine Kamera mit einer M12-Linse. Es handelt sich also im Grunde um eine Webcam mit einem sehr hohen Bildzoom, die von einem Rahmen aus dem 3D-Drucker gehalten wird.
André Chagas: Zusätzlich zu diesem Grundelement können Module unabhängig voneinander hinzugefügt werden. Meist setzen sie sich aus Standardkomponenten und Elektrokomponenten für Hobbywerker zusammen. Bisher haben wir ein Optogenetik-Modul gebaut, das auf starken LED-Leuchten basiert, ein Thermogenetik-Modul, basierend auf einem Peltier-Element, zwei Leuchtmodule und ein Motormodul. Wir nutzen einen Arduino-Microcontroller (eine Open-Source-Plattform für elektronische Prototypen), um sie zu steuern. Dann verbinden wir den Raspberry Pi mit einem Monitor, einer Tastatur und einer Maus und nutzen die Benutzeroberfläche, die wir in Python - einer Open-Source - Sprache geschrieben haben, um diese physischen Komponenten zu steuern. Was ist der Unterschied zu herkömmlicher Laborausrüstung? Chagas: Auf der einen Seite kann unser System nicht alles leisten, was viele moderne Systeme können, aber auf der anderen Seite kann es Dinge leisten, die andere Systeme vermissen lassen. Das FlyPi hat zum Beispiel einen sehr großen Zoombereich. Dieselbe Linse kann genutzt werden, um sowohl kleine Tiere als auch Zellen zu beobachten. Das kann man mit herkömmlichen Mikroskopen nicht, da diese präzise darauf eingestellt sind, sehr kleine Dinge zu vergrößern. Außerdem ist unser System tragbar, es ist handtellergroß und batteriebetrieben. Es kann mit 12 Volt betrieben werden, die entweder von einer Batterie oder sogar dem Zigarettenanzünder eines Autos stammen können. Das Gerät kann mit einem Laptop via Internet gesteuert werden. Im Prinzip kann das System also überall genutzt werden, zum Beispiel in den Umweltwissenschaften, um draußen Proben zu nehmen, in abgelegenen Gegenden, oder an Orten mit schlechter Infrastruktur, wie Konfliktregionen. Für welche weiteren Laborstudien wäre das System geeignet?
Chagas: Es kann auch beispielsweise zur Diagnostik von Humanparasiten genutzt werden, oder um Experimente im Bereich der Pflanzenphysiologie auszuführen. Mit leichten Abänderungen kann es auch für Verhaltensstudien von größeren Tieren genutzt werden. Das ganze Projekt ist bereits online verfügbar, sodass Interessierte es auf ihre spezifischen Experimente anpassen können. Es gibt zum Beispiel einen Professor in Chile, der es nutzt, um Bakterienkolonien abzubilden. Aufgrund des geringen Kostenfaktors können zehn dieser Systeme angeschafft und somit die Prozesse im Labor automatisiert und mehrere Experimente parallel ausgeführt werden. Da das “FlyPi” für alle zugänglich ist, hoffen wir, dass sich zumindest eine kleine Gemeinschaft bildet, die mithilft, es weiterzuentwickeln. Für wen ist das System besonders interessant?
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