Medycyna regeneracyjna w leczeniu nietrzymania moczu a technika i sposoby podania materiału komórkowego do zwieracza cewki moczowej

The aim of the work is to present regenerative medicine achievement as an alternative SUI treatment and the variety of injected cells type as well as injection techniques itself with the analysis of their quality and possible the mechanism in which they reduce urinary incontinence symptoms. For over a decade numerous authors declare use of different type of autologous mesenchymal-derived stem cells (AMDC) in male and female SUI. The leakage improvement reached 80%, despite the number of injected cells as well as the injection technique. Important subject in the AMDC treatment is the precise cell material injection into the selected spot which might be possible with the use of the endoscopic assisting robot. The robotic supported system for cells procedure might bring the missing percentage in reaching the goal in SUI treatment.  Celem pracy jest przedstawienie osiągnięć medycyny regeneracyjnej jako alternatywnej terapii w wysiłkowym nietrzymaniu moczu (WNM). Dokonany przegląd literatury problemu wskazuje na różnorodność podawanych linii komórkowych, ich rodzaju, jak i samej techniki iniekcji z analizą jakości i ewentualnego mechanizmu, w którym zmniejszeniu uległy objawy nietrzymania moczu. Od ponad dziesięciu lat wielu autorów deklaruje korzystanie z różnych rodzajów autologicznych mezenchymalnych komórek macierzystych (AMDC autologoue muscle derived stem cells) w leczeniu mężczyzn i kobiet z WNM. Poprawa utrzymania moczu sięga wg niektórych źródeł 80%, niezależnie od liczby wstrzykniętych komórek, oraz sposobu ich podania. Ważnym zagadnieniem w leczeniu z użyciem AMDC, jest precyzyjne podanie materiału komórkowego do wybranego miejsca (zwieracza cewki moczowej), które można udoskonalić stosując endoskopowo wspomagany system robota. Zastosowanie ww systemu mogłoby poprawić technikę podania materiału komórkowego i zobiektywizować wyniki leczenia.

FPGA Based Hardware Accelerator for Parallel Robot Kinematic Calculations

The paper presents an application of FPGA to support the calculation of the inverse kinematics problem of a parallel robot. The presented robot is designed for milling by moving the spindle along a desired trajectory generated in Cartesian space. This means that for each point of the trajectory solution of the inverse kinematics problem is needed. The resulting sequence of data creates the joint space trajectory. The trajectory in joint space must be calculated in real time. Required high frequency and complex equations makes the problem of the calculation time crucial.  The paper shows how to increase the computing power for inverse kinematics problem solving, preserving required calculation accuracy, by augmenting the arithmetic coprocessor with custom instructions.   The paper shows hardware implementation of the accelerator and presents results of calculations per-formed on Altera FPGA chip

Analysis of computing power of hardware platforms for a multi-axis controller of direct drives

Klasyczna architektura układu sterowania urządzeń mechatronicznych składa się z jednego nadrzędnego sterownika oraz sterowników osi, skonfigurowanych do pracy w trybie pozycyjnym, prędkościowym lub momentowym. Wynika to z podziału funkcjonalnego systemu oraz rozłożenia mocy obliczeniowej i zasobów sprzętowych na kilka niezależnych jednostek. Jednak współczesne platformy sprzętowe, dysponujące wysokimi mocami obliczeniowymi oraz posiadające dużą ilość zasobów, w postaci sprzętowych interfejsów, wbudowanych modułów oraz portów ogólnego przeznaczenia, pozwalają na integrację sterownika głównego oraz sterowników osi w jednym układzie scalonym. W artykule przedstawiono porównanie mocy obliczeniowej siedmiu wersji systemów bazujących na układach FPGA oraz mikrokontrolerach z rdzeniem ARM-Cortex Mx. Testów wydajności dokonano poprzez implementację pętli prądowej sterownika napędu bezpośredniego, składającej się z transformacji Clarke i Parka, regulatora PI, modułu normalizacji jednostek oraz modulatora typu SPWM. Przedstawiono również poziom wykorzystania zasobów sprzętowych układu FPGA w przypadku użycia softprocesora Nios II, wspomaganego sprzętową jednostką zmiennoprzecinkową pojedynczej precyzji FPU oraz dodatkowymi instrukcjami koprocesora do obliczenia funkcji trygonometrycznych.The classic control system architecture of mechatronic devices consists of one master controller and axle controllers configured to work in positional, velocity or torque mode. This is due to the functional system division and the distribution of computing power and hardware resources to several independent units. However, modern hardware platforms with high computing power having a large amount of resources, in the form of hardware interfaces, built-in modules and general purpose ports enable integration of the main controller and axis controllers into a single integrated circuit. The article presents a comparison of the computing power of seven versions of systems based on FPGA chips and microcontrollers with ARM-Cortex Mx core. Performance tests were carried out by the direct drive controller’s current loop implementation consisting of the Clarke and Park transforms, the PI controller, the unit normalization module and the SPWM type modulator. The level of the FPGA system hardware resources utilization was also presented in the case of Nios II soft processor usage, supported by the single-precision floating-point FPU hardware unit and additional coprocessor instructions for the trigonometric functions calculation

Review of the current solutions in the designing of power stages of direct drives’ controllers

Napędy bezpośrednie są obecnie stosowane w wielu dziedzinach przemysłu, zwłaszcza w aplikacjach wymagających zapewnienia dużego momentu napędowego przy jednocześnie wysokiej dokładności odwzorowania trajektorii sterowania. Ostatnie lata przedstawiają bardzo silny rozwój coraz nowszych konstrukcji napędów bezpośrednich oraz ciągłą optymalizację istniejących rozwiązań. Równocześnie przebiega nieustanny proces udoskonalania układów sprzętowych sterowników napędów bezpośrednich oraz rozwój zaawansowanych algorytmów sterowania. Artykuł opisuje istniejące rozwiązania elektronicznych układów stopni mocy stosowanych w sterownikach napędów bezpośrednich małej, średniej oraz dużej mocy. Omówiono budowę podstawowych układów kluczujących z wykorzystaniem tranzystorów MOSFET oraz IGBT. W treści referatu wymieniono wady i zalety poszczególnych topologii przekształtników energoelektronicznych jedno- i wielopoziomowych. Opisano również budowę zintegrowanych modułów mocy oraz inteligentnych modułów mocy, tzw. IPM (ang. Intelligent Power Module). W finalnej części artykułu uwydatniono najbardziej obiecujące trendy w projektowaniu stopni mocy sterowników napędów bezpośrednich.Direct drives are currently used in many fields of industry, especially in applications requiring high torque with high accuracy of control trajectory mapping. Recent years show a very strong development of more and more new designs of direct drives and continuous optimization of existing solutions. At the same time, there is a continuous process of improving the hardware systems of direct drive controllers and the development of advanced control algorithms. The article describes existing solutions of electronic power stage systems used in low, medium and high power direct drives’ controllers. The construction of basic switching circuits using MOSFET and IGBT transistors is discussed. The content of the paper lists the advantages and disadvantages of individual topologies of single and multi-level power converters. The construction of integrated power modules and intelligent power modules so called IPM is also described. The final part of the article highlights the most promising trends in the power stages designing of direct drives’ controllers

Real Time Estimation of Modal Parameters and Their Quality Assessment

In this paper the recursive method for modal parameters estimation is formulated and verified. Formulated algorithms are implemented in the FPGA electronic chip. As a result, the modal parameters and confidence bounds for the modal parameters are obtained in real time. The algorithms and their implementations are tested on laboratory test rig data and applied to – flight modal analysis of an airframe structure