lunduniversity.lu.se

Denna sida på svenska This page in English

Utvecklar livräddande kroppsantenn

2015-04-24

Teamet bakom BAN-antennsystemet: Fr.v. Alexander Israelsson, Hampus Månefjord, Edvard Johansson, Georg Wolgast, Casimir Ehrenborg. Längst till höger: Handledare Jakob Helander. Bild: Anders Borgström.

BAN-systemet med antennen uppe till vänster. Bild: Anders Borgström.

Fem studenter på LTH har utvecklat en antenn som är optimerad för kroppsnätverk. Antennen gör att hjärtrytm och annan mätdata på ett bättre sätt kan skickas i nätverket till en mobiltelefon. Tanken är att rädda liv hos människor med hjärtfel genom att i god tid varna för kommande akuta situationer. Antennen är ett projekt inom ramen för en projektkurs på LTH och är så bra att studenterna nu har kommit till final i en designtävling i Kanada.

Ära och pengar står på spel när tredjeårsstudenterna Georg Wolgast, Hampus Månefjord, Edvard Johansson, Alexander Israelsson och Casimir Ehrenborg styr kosan mot Vancouver den 21 juli i år. Det gör de för att försöka knipa förstaplatsen i IEEE Antennas and Propagation Societys (AP-S) designtävling.

Tävlingen går ut på att studenter ska utforma ett batteridrivet lågförbrukande BAN (Body Area Network)-antennsystem och lag från hela världen har kvalat in. Gerhards Grabbar, som teamet kallar sig, har knipit en av tre åtråvärda finalplatser och projektet har drivits inom ramen för projektkursen Elektro- och informationsteknik. Handledare har varit Anders Sunesson, adjungerad professor från ESS och Jakob Helander, doktorand på Teoretisk Elektroteknik. 

Antennen den bärande delen i helt system

Grabbarna har byggt en antenn som är optimerad för kroppsnätverk där de med en bärbar apparat mäter och övervakar en persons hjärtrytm (EKG) samt skickar mätdata via nätverket till personens mobiltelefon där informationen sedan kan lagras och vidarebearbetas. Mätapparaturen består av elektroder, EKG-sensor, en Arduino-microcontroller, bluetoothtransciever, en Android-smartphone med egenutvecklad app och sist och viktigast en egendesignad plan inverterad F-antenn. Bluetooth-LE standarden har valts för sin låga strömförbrukning och för att minimera kroppens utsättande för strålning. Antennen, som är huvudinsatsen i projektet, är designad för att i samspel med kroppen effektivt kunna överföra RF-signalen.

Simuleringar, beräkningar, konstruktion och mätningar har resulterat i en för ändamålet väl fungerande ytvågsantenn tillverkad i billig teknik med koppar, glasfiberlaminat och lödtenn som huvudingredienser. Mobiltelefonen plockar upp BT-signalen och presenterar EKG:t på telefonens display. Algoritmer och mjukvara kan sen behandla signalen vidare för olika analysändamål och även skicka data vidare. Antennen ger bra signal med god dBm-marginal var den än placeras på kroppen vilket syns tydligt i appens RSSI-indikator. Tar någon konceptet vidare för kommersiell tillämpning kan den även göras både liten, tålig och billig.  

Räddar liv hos personer med hjärtfel

Vad ska man ha detta till och vad är det egentligen Gerhards Grabbar mäter och analyserar? Jo, visionen är att rädda liv hos människor med hjärtfel och man mäter helt enkelt EKG som sedan analyseras och i god tid varnar för kommande akuta situationer. Tidig upptäckt räddar liv! Appen kan utvecklas vidare för att skicka informationen vidare till läkare, ambulans eller annan hjälp.

Dags att visa upp sig på bredare front

Tredjeårsstudenterna laddar om och innan Vancouver-scenen intas måste antennen lödas om och appen snyggas till. De kommande mötena kommer också handla om finputsning av rapport och om att förbereda sig på eventuella kniviga antennfrågor från AP-S panelen. Alla är studenter på teknisk fysik och teoretisk elektroteknik kanske hittills inte varit huvudintresset i utbildningen så långt. 

Studier först, sedan karriär.

– Att kunna åka till konferensen är en spännande grej för framtiden bara det, inte minst för alla möten och diskussioner med liknande intressen som det medför säger handledaren Jakob Helander.

E-fält, antenner, kanalmodulation, kommunikation och annat diskuteras i minglet och har man tur kommer man i slang med en professor som fiskar efter lovande potentiella doktorander.

Att genomföra grundutbildningen är målet innan akademi- eller industrikarriär väntar. 

Text och bild: Anders Borgström