Evaluation of Seniors Gait Training with Mechatronic Device

AbstractAuthors present some results from research work on human movement analysis and its use in clinical practice. The aim of this research was to evaluate the effect of the new rehabilitation method for the prevention of falls in the elderly. The basis of new rehabilitation training is walking disturbed by perturbations embedded in shoes. Perturbations are generated with the original mechatronic device developed within project SMILING - Self Mobility Improvement of eLderly by counteractING falls, no. 215493 granted by the 7th framework program–ICT2007.7.1 „ICT and Ageing“. The SMILING system is a complete system for the training of gait [1]. SMILING shoe is a complex mechatronic system, which requires interaction through data obtained from the sensors of mechanical components, as well as data on user's activities. The SMILING shoes are able to change their configuration during the swing phase of gait to propose a different “ground” when the foot touches the floor. According to the basic idea, the SMILING system is not a medical device but a training device. This means that its use is envisaged also in non-protected environments such as fitness centers and/or private homes. The aim of the pilot study was to assess the impact of unconventional rehabilitation system SMILING on gait pattern. Seventeen patients participated in the study (elderly aged 65 and over) provided in Slovakia in cooperation with the Highly Specialized Geriatric Institute of St. Lukas Košice. Gait pattern has been defined through selected temporal-spatial parameters, obtained by measuring walking self-paced by opto-electrical system SMART in laboratory conditions. The results of the three measurements were compared by paired t-test for significance α=0,05. Data showed that after completing the second stage of training exercises walking speed and the length stride have increased and gait cycle was decreased. However, for approval of efficiency of the new rehabilitation method further clinical testing must be done

Information Technology and Pragmatic Analysis

Similarity method has been in science for several centuries. The basis of the study is closely connected with mathematical linguistics. This approach has allowed obtaining new results in the analytical geometry, which, in turn, is used in different applications in information technology. The results are described briefly. Binary relations in linguistics and geometry are compared with the position of system analysis. The modified hypothesis of space as a binary structure is put forward on the basis of singular linear transformations. The hypothesis of the human sensory system is given shortly. Architecture computing appliance for solving this class of problems is proposed. The modified method is also applied in pattern recognition. The presence of symmetry in natural languages is shown briefly

КОНЦЕПЦІЯ МОНІТОРИНГУ ФІЗІОЛОГІЧНИХ ФУНКЦІЙ ЗА ДОПОМОГОЮ НОСИМИХ СЕНСОРІВ

Urgency of the research. Modern trends in the automation focus on the implementation of new technologies in people's daily lives, regardless of whether they are healthy or not. The overall health status monitoring became easier nowadays by developing intelligent wearable devices. Target setting. Wearable devices must be non-invasive, comfortable, very light, and with unobtrusive design. The latest technological solutions in microcontroller, communication and sensing technologies provide significant advantages in terms of wireless monitoring of various parameters. Actual scientific researches and issues analysis. When preparing this article, various publicly available journals, datasheets and experimental solutions were analyzed. Conclusions of other experiments were used to create the knowledge base on this research topic as well. Uninvestigated parts of general matters defining. There are many technologies for sensing various physiological parameters and for communication that work online and offline from various vendors. This paper is not enough to describe and analyze them. The research objective. In this article, the design factors and concepts of wearable monitoring systems were analyzed. The results of the article form the basis for further development of an integrated complex wearable device with an identification system. The statement of basic materials. People should be monitored to predict future infections or prevent the spread of the disease. The use of compact solutions in health monitoring, such as sensors, microcontrollers with integrated communication technologies, provide a good basis for solving such problems as necessary monitoring of physiological condition. Conclusions. The proposed paper deals with the properties that need to be assumed when designing a carrier device. The proposed system can provide useful information about the user's health, and the aim of the design was to find the cheapest solution for university environment.Актуальність теми дослідження. Сучасні тенденції автоматизації орієнтовані на впровадження нових технологій в повсякденне життя людей, незалежно від того, здорові вони чи ні. Нині моніторинг загального стану здоров'я став простішим завдяки розробці інтелектуальних переносних пристроїв. Постановка проблеми. Переносні пристрої повинні бути безпечними, зручними, дуже легкими і мати ненав'язливий дизайн. Новітні технологічні рішення в області мікроконтролерів, сенсорів та зв’язку забезпечують значні переваги з точки зору бездротового моніторингу різних параметрів. Аналіз останніх досліджень і публікацій. При підготовці статті були проаналізовані різні загальнодоступні публікації, довідникові матеріали та експериментальні рішення. Результати інших експериментів також були використані для створення бази знань по цій темі дослідження. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Існує безліч технологій для вимірювання різних фізіологічних параметрів і зв'язку, які працюють онлайн і офлайн від різних виробників. Однієї статті недостатньо для їх опису та аналізу. Постановка завдання. У цій статті були проаналізовані конструктивні особливості та концепції переносних систем моніторингу. Результати статті є основою для подальшої розробки інтегрованого складного переносного пристрою із системою ідентифікації. Виклад основного матеріалу. Стан людини потрібно проводити моніторинг для того, щоб мати можливість передбачити майбутні інфекції або запобігти поширенню хвороби. Використання компактних рішень для моніторингу здоров'я, таких як датчики, мікроконтролери з вбудованими комунікаційними технологіями забезпечує гарну основу для вирішення таких завдань як моніторинг фізіологічного стану людини. Висновки відповідно до статті. У запропонованій статті розглядаються особливості, які необхідно враховувати при проектуванні переносного пристрою. Запропонована система може надати корисну інформацію про здоров'я користувача, метою розробки було знайти найбільш дешеве рішення для університетського середовища

ПОРІВНЯННЯ ПРОТОКОЛІВ ЗВ’ЯЗКУ ДЛЯ SMART ПРИСТРОЇВ

The urgency of the research. Modern trends in the automation focus on the implementation of new communication protocols, wireless data transfer and reduced costs. The communication part of every automation system is crucial, whether it is in the home or industry.Target setting. During the design of the automated systems and the connection of different devices solution, developers have to address different requirements as addressing, data rates, data security, etc. The newest communication protocols and data transfer technologies provide significant data rate and MCU load reduction.Actual scientific researches and issues analysis. To prepare this paper, different free available datasheets and experimental solutions were analyzed as well as conclusions of our previous and other ongoing experiments were used to create the knowledge base about this research topic.Uninvestigated parts of general matters defining. There are many different communication solutions and every manufacturer of communication device provides its best solution. Not all of them can be described in this article.The research objective. The different communication technologies were analyzed for future implementation to a smart devices for home automation, in this article.The statement of basic materials. To propose a future model of home automation system, it is necessary to implement the newest communication technologies. Using the latest communication protocols, such as MQTT, CoAP or Websocket provides a good basis to solve this issue.Conclusions. The proposed paper provides possibilities of the communication for a smart devices of the home automation system. Compared communication protocols have different advantages and disadvantages. The tested protocols meet the communication requirements for home automation devices.Актуальність теми дослідження. Сучасні тенденції автоматизації зосереджені на впровадженні нових протоколів зв’язку, бездротовій передачі даних та зменшенні витрат. Комунікаційна частина кожної системи автоматизації є вирішальною, будь то в домашніх умовах чи в промисловості.Постановка проблеми. Під час проектування автоматизованих систем та під’єднання різних пристроїв розробникам доводиться задовольняти різні вимоги, такі, як адресація, швидкість передачі даних, безпека даних тощо. Найновіші протоколи зв’язку та технології передачі даних забезпечують значне скорочення як швидкості передачі даних, так і завантаження мікроконтролера (MCU).Аналіз останніх досліджень і публікацій. Під час підготовки даної роботи була проаналізована різноманітна документація у вільному доступі та експериментальні рішення, а також зроблені висновки з наших попередніх та інших проведених експериментів для створення бази знань за темою дослідження.Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Існує багато різних комунікаційних рішень, і кожен виробник пристрою зв'язку пропонує найкраще рішення. Не всі вони можуть бути описані в цій статті.Постановка завдання. У даній статті проаналізовані різні комунікаційні технології для подальшої реалізації у смарт-пристроях для домашньої автоматизації.Виклад основного матеріалу. Щоб запропонувати майбутню модель системи домашньої автоматизації, необхідно впровадити новітні комунікаційні технології. Використання останніх протоколів зв’язку, таких як MQTT, CoAP або Websocket, дає хорошу основу для вирішення цієї проблеми.Висновки відповідно до статті. Ця стаття пропонує можливості комунікації для розумних пристроїв системи домашньої автоматизації. Порівняні протоколи зв'язку мають різні переваги та недоліки. Перевірені протоколи відповідають вимогам зв'язку для пристроїв домашньої автоматизації

ПРОПОЗИЦІЯ СИСТЕМИ МАШИННОГО ЗОРУ ДЛЯ АВТОМАТИЗОВАНОЇ ЛІНІЇ MPS 500

Urgency of the research. Research needs from this area are based on designing of effective and affordable vision system solution with aim of automation level increasing in content industry 4.0 and should be an advantageous solution mainly for SMEs. In overall, development direction in vision system area pointed to the necessity for innovative technologies implementation that starts from supply chains up to customers.Target setting. Main aim of article is to propose a solution for image processing of selected assembly parts at specified automated line from FESTO company to automate monitoring and evaluating of obtained data together with supporting of educational activities for field: „automation and control of machines and processes“ of our students, at other hand.Actual scientific researches and issues analysis. Currently, vision systems have enjoyed a great popularity, their implementation into the automated lines grown up and application range more and wider. Supporting from manufacturers is strong, so far, we consider that useful and well-priced solution will be benefit in research area.Uninvestigated parts of general matters defining. Existing realized and implemented solutions are based on solid whole concept from suppliers, starting from connectivity through image processing up to evaluation of situations (pictures, state etc...).The research objective. Purpose of an article is to provide an alternative proposal for implementation of affordable and alternative vision system solution into the selected automated line from FESTO company.The statement of basic materials. Most of realized projects are based on complex vision system solution. Customized and well – priced proposal are rarely, so, we consider, that should be useful to contribute into research community in form of an article from this area.Conclusions. Presented article offer fundamental deployment of vision system into the automated line from company FESTO with aim of intelligence level increasing of this line. Last, but not least, purpose of automated line will be educational training with focus to experimental verification of students knowledges, primarily from pneumatics, compact PLC and vision system, of course. Актуальність теми дослідження. Потреби в галузі контролю якості виробів ґрунтуються на розробці ефективного та доступного за ціною варіанту системи машинного зору з метою підвищення рівня автоматизації контенту в індустрії 4.0. Це має бути вигідним рішенням переважно для малих та середніх підприємств. Загалом напрямок розвитку в області систем машинного зору вказувало на необхідність впровадження інноваційних технологій, починаючи з ланцюгів постачання виробів споживачам.Постановка проблеми. Головною метою статті є пропозиція рішення для обробки зображень вибраних складальних деталей на заданій автоматизованій лінії від компанії FESTO для автоматизації моніторингу та оцінки отриманих даних разом з підтримкою освітньої діяльності в галузі «автоматизація та управління машинами і процесами» для наших студентів.Аналіз останніх досліджень і публікацій. В даний час системи машинного зору користуються великою популярністю, а їх впровадження в автоматизовані лінії та області використання постійно розширюються. Спостерігається значна підтримка з боку виробників, щодо питань дослідження різноманітних рішень у даному напрямку.Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Існуючі реалізовані рішення базуються на цілісній концепції від постачальників, у яку входить обробка зображень та цілісна оцінка ситуацій (загальний вигляд, стан тощо).Постановка завдання. Метою статті є надання пропозиції щодо впровадження доступної та альтернативної системи машинного зору у вибрану автоматизовану лінію від компанії FESTO.Виклад основного матеріалу. Більшість реалізованих проектів ґрунтуються на комплексному рішенні системи машинного зору. Індивідуальні та недорогі пропозиції систем машинного зору зустрічаються досить рідко, тому дослідження особливостей їх використання та аналізу стану виробів будуть корисними для науковців в цій галузі.Висновки відповідно до статті. Представлена стаття пропонує проект системи машинного зору для автоматизованої лінії від компанії FESTO, що з її застосуванням підвищить рівень контролю якості. Крім того, використання запропонованої автоматизованої лінії у навчальному процесі покращить якість засвоєння матеріалу студентами та дозволить проводити експериментальну перевірку їх знань, насамперед, з пневматики, компактних ПЛК та систем машинного зору