Un nuovo computer ad aria compressa migliora la sicurezza nei dispositivi medici

I ricercatori della UC Riverside hanno presentato un computer alimentato ad aria che offre un approccio innovativo al monitoraggio dei dispositivi medici salvavita.

La tecnologia elimina la necessità di sensori elettronici, fornendo un metodo più affidabile ed economico per prevenire coaguli di sangue e ictus.

Il computer ad aria compressa ha le dimensioni di una scatola di fiammiferi, ma sostituisce più sensori e un computer, riducendo la complessità complessiva dei sistemi di monitoraggio medico.

Computer alimentato ad aria per il monitoraggio dei dispositivi

Questa tecnologia è stata sviluppata dai ricercatori della University of California, Riverside, e utilizza valvole microfluidiche per creare un metodo efficiente e a basso costo per identificare i guasti nei sistemi, che sono prevalenti in vari settori, tra cui quello sanitario, manifatturiero e robotico.

Il dispositivo, descritto nel Journal Device, funziona esclusivamente con l'aria ed emette avvisi in caso di malfunzionamento dei dispositivi. I sistemi di controllo pneumatici sono fondamentali in molte applicazioni meccaniche, dai freni dei treni ai dispositivi medici come i dispositivi a compressione pneumatica intermittente (IPC), comunemente utilizzati per prevenire i coaguli di sangue gonfiando periodicamente le guaine delle gambe che migliorano la circolazione sanguigna. Questi dispositivi sono fondamentali per prevenire condizioni gravi come ictus ed embolie polmonari.

In genere, i dispositivi IPC si affidano a componenti elettronici per funzionare e monitorare le loro prestazioni. Tuttavia, l'elettronica può rendere questi dispositivi costosi e meno affidabili in determinate condizioni. Il nuovo dispositivo alimentato ad aria sostituisce questi elementi elettronici, rendendo i dispositivi IPC più sicuri, economici e facili da mantenere.

William Grover, professore associato di bioingegneria presso la UC Riverside e uno degli autori dello studio, ha spiegato che il computer utilizza la logica pneumatica per operare in modo simile al funzionamento dei circuiti elettronici.

Il dispositivo conta i messaggi binari - gli uni e gli zeri - utilizzando differenze di pressione dell'aria che fluiscono attraverso 21 piccole valvole. Questo sistema garantisce il corretto funzionamento della macchina IPC. Se il computer rileva un errore, emette un fischio, segnalando che il dispositivo richiede attenzione immediata.

In un video dimostrativo, Grover e i suoi studenti hanno danneggiato intenzionalmente un dispositivo IPC per dimostrare l'efficacia del computer. In pochi secondi, il computer ha emesso un fischio, avvisandoli del malfunzionamento.

Le potenziali applicazioni dell'informatica ad aria compressa vanno oltre il monitoraggio dei dispositivi medici. Grover prevede di utilizzare questa tecnologia in altri ambienti pericolosi, dove i dispositivi elettronici tradizionali potrebbero comportare dei rischi.

Per esempio, è interessato a sviluppare robot ad aria compressa che possano lavorare all'interno dei silos di grano. Grover ha dichiarato: "Un numero notevole di morti avviene perché il grano si sposta e la persona rimane intrappolata. Un robot potrebbe fare questo lavoro al posto di una persona. Tuttavia, questi silos sono esplosivi e una singola scintilla elettrica potrebbe far saltare in aria un silo, quindi un robot elettronico potrebbe non essere la scelta migliore... Voglio realizzare un robot ad aria compressa che possa lavorare in questo ambiente esplosivo, non generare scintille e mettere gli esseri umani al riparo dal pericolo".