苏格兰大学实现移动网络突破,远程医疗迎来新可能
格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院的工程师们利用商用现成硬件,构建了一套用于机器人手臂的触觉控制系统,这项突破性技术有望在未来帮助医生对偏远地区患者进行诊疗。
技术架构与实现
该医疗创新系统的首次演示中,研究团队使用该系统在一副假牙上进行了模拟牙科检查,展示了其在医疗程序中的应用潜力。
系统基于商用现成硬件构建了一个4G LTE移动网络,将触觉控制器与机器人手臂相连。该网络允许用户以极低延迟控制手臂运动,实现高度精准的操作。
研究团队采用开放无线接入网络(O-RAN)框架构建其系统,该框架使用开源软件控制移动网络硬件。他们重新利用通常用于消费者移动互联网的USB网络适配器,在触觉输入设备、机器人手臂和配置为智能基站的计算机之间建立稳定连接。
性能优化与能效提升
系统使用专门的xApps软件监控并优化信号质量、数据速率和延迟。
移动适配器还帮助团队创建了一个功耗显著低于传统方案的网络。相比在类似任务中更常用的软件定义无线电(SDR),该系统仅消耗4.5瓦功率,比传统SDR执行相同活动所需的45瓦降低了90%。
实验室测试表现
在实验室测试中,研究人员实现了基站、控制器和机器人手臂之间带宽为10Mbps的通信。他们表示,这种连接使得控制手臂模拟牙科检查的延迟不到一秒,且信号损失极小。
专家观点
詹姆斯瓦特工程学院的Saber Hassouna在研究论文中评论道:“O-RAN框架在实现智能、数据驱动、可编程和虚拟化网络方面具有巨大潜力,但要将这种潜力从理论建模转化为现实应用,还需要大量工作。”
格拉斯哥大学通信、传感和成像中心负责人Qammer Abbasi补充说:“这是O-RAN实现精细、近实时机器人手臂控制潜力的非常令人鼓舞的演示。我们目前正在进一步开发该系统,以确保在更远距离上也能提供相同水平的性能。”
该研究得到了通信赋能分布式云计算应用与研究中心和工程与物理科学研究理事会的资金支持。