Nu ryms labbet i fickan

En miljard människor går redan omkring med potentiella mätpunkter i fickan – redo att användas till avancerad tjänsteutveckling. I KTH:s radiolabb står testutrustningar stora som skåp, och kabelhärvorna slingrar utmed väggar, under borden och i buntar på korridorgolven. Utvecklingen av framtidens mobiltelefoner kräver fortfarande stora traditionella labb, men de nya systemen ger forskarna labb som kan användas till så mycket annat. Radiolabbet har expanderat till global skala. Virtuellt.

Tanken är inte ny. Företeelsen döptes till virtuella labb eller remote labs när den dök upp för något tjugotal år sedan. Astronomerna var pionjärer och för dem var drivkraften att koppla ihop datorer över internet, så att dyrbar beräkningskapacitet kunde samutnyttjas och resultaten delas.

– På vårt område var vi inte så tidigt ute, säger Peter Händel, professor i signalbehandling vid KTH. Kanske för att vår utrustning inte varit lika komplex och därför billigare.

För ett par år sedan prövades mobilen som plattform i studenternas projektarbeten. Avdelningen tog det försiktiga beslutet att köra parallellt i ett år och låta studenterna välja. Innan prövotiden var över hade alla utom en valt mobilplattformen.

– Förut satt de i labbet tills det var dags att gå hem, nu kan de ta med sig jobbet och visa upp hemma vad de gjort.

Smartphonen har tre egenskaper som gör att den passar så bra för forskning och utbildning och snabb framtagning av prototyper: den har sensorer, beräkningskapacitet och visningsfönster.

– Den kan samla in mätdata, bearbeta och skicka ut resultatet – om så behövs i realtid. Telefonen har allt detta i sig.

Förr blev studenterna förtrogna med hårdvaran genom att de fick bygga den själva, bygga filter och montera motstånd på kretskort. Förlorar man något i pedagogiken när man arbetar med färdigförpackade komponenter?

– Allt ser likadant ut, men det är också en generationsfråga. När jag var liten plockade vi sönder väckarklockor. Nu har en tjänstegeneration vuxit fram. De unga är enormt mycket mer hemmastadda med de avancerade tillämpningarna.

– Men visst krävs det mera för att förstå helheten: alla nivåer från att bygga sensorer, skapa programvara och ända upp till tjänstenivån. Mobilen bilen är ett kostnadseffektivt verktyg för att utveckla tjänster.

Denna utveckling rymmer en ironi. Tidigare var trådlös telefoni det helt dominerande forskningsområdet – här har man utvecklat de globala telefonisystemen som gsm, 3G och 4G och så vidare – utan vilka ingen smartphone varit möjlig.

– Nu har vi mera inriktning på människor och nya användningsområden för mobiltjänster.

Ett sådant område är trafiken: Movelo är en mobil-app för säkrare och effektivare bilkörning, en sorts Appen är i kommersiellt bruk och utvärderas löpande av svenska och internationella försäkringsbolag.

– Vi började med att titta på den enskilda bilförarens beteende, men vår vision är att med hjälp av storskaliga mätsystem ta större grepp och analysera hur trafiken rör sig.

Försäkring är en jätteindustri. Närmare 70 miljoner försäkringstagare beräknas globalt år 2017 ha någon form av beteendebaserad försäkring. Med en affärsmodell som kopplar säkert beteende bakom ratten till lägre premier bör produkter av typen Movelo ha stor ekonomisk potential.

När rökdykare försvinner in i en brinnande byggnad står ofta liv på spel. Peter Händels team har tagit fram en prototyp till positionering av brandmän som testats på realistiska övningar med gott resultat.

– Med noll sikt är brandslangen deras enda positioneringshjälp och den kan lätt tappas.

Systemet vet var varje brandman i gruppen befinner sig, på metern när och i både höjd- och sidled. Utanför byggnaden kan en räddningsledare dirigera hela gruppen av brandmän inne i byggnaden.

– Vi mäter inte enkla saker. Vår sensor måste kunna fånga rörelsen i ett steg och samtidigt klara av att en brandman sparkar in en dörr. Sensorn måste fungera i extremt svåra miljöer.

Trygghetssystem är ett annat växande forskningsområde för i labbet Laboratoriet i luren mobila plattformar. Peter Händel har tillbringat flera månader i Indien som ett led i projektet OpenShoe som handlar om hjälpmedel för äldre.

– Indien kommer snart ha fler än 200 miljoner invånare över 65 år. Ambitionen är att de gamla ska kunna bo hemma så länge som möjligt.

Utifrån brandmännens skor utvecklas nu en iläggssula som ska bli tunn nog att passa en vanlig sko. Sulorna ska också kunna alstra sin egen energi så man slipper batterier vilket annars kan bli en mycket svår fråga att lösa.

Med data om hur dessa skor rör sig i vardagen, hur lång tid det tar att förflytta sig i hemmet, hämta posten, gå på toaletten och så vidare, kan systemet dra slutsatser när något avviker. Och larma.

– En signal kan gå till användaren själv om att det är dags att göra en förändring, som att skaffa käpp eller rollator. Eller ge signal till en vårdcentral.

Signalen kan utlösa åtgärder av tre slag: trygghetslarm, passiva hjälpmedel och aktiva hjälpmedel.

Det aktiva hjälpmedlet ”Exolegs” är ett större samarbetsprojekt med partners i Sverige och Indien. Patienten förses med ett midjebälte och en utanpåliggande protes i byxorna som fungerar som muskelförstärkare.

– Det är kul att vi nu kan göra experiment på ett nytt och mycket enklare sätt – bygga hållbara och storskaliga mätsystem!

FAKTA

OpenShoe
Målet är att ta fram en färdig sko med kod – med hård- och mjukvara som man lätt kan bygga ihop själv och använda för forskning, utbildning och utveckling. Skon kan användas för avancerad positionering och fungerar inomhus, utan stöd av GPS eller mobilsystem.

Tanken är att även forskargrupper som inte håller på med signalbehandling ska kunna dra nytta av skon, till exempel beteendevetare och medicinare, för bland annat rörelseanalyser av patienter med stabilitetsproblem.

Text Mats Thorén

Foto Håkan Lindgren

KTH Magazine 01 DECEMBER, 2013