Innovative Medizinprodukte mit weniger Kosten, weniger Energie
EU-finanzierte Forscher treiben Innovation voran und das Gesundheitswesen wird den Projektionen zufolge davon in besonderem Maße profitieren. Forscher des Projekts DESYRE ("On-demand system reliability") entwickeln ein System, das zuverlässig ist, aber auf unzuverlässigen Komponenten aufbaut. DESYRE wird unter dem Themenbereich "Informations- und Kommunikationstechnologien" (IKT) des Siebten EU-Rahmenprogramms (RP7) mit Mitteln in Höhe von 2,8 Mio. EUR unterstützt. Im Gespräch mit Teilnehmern auf der jüngsten Fachtagung DATE 2012 in Dresden, Deutschland, sagte DESYRE-Projektleiter Ioannis Sourdis von der Abteilung für Technische Informatik an der Technischen Hochschule Chalmers in Schweden, dass die Geräte, die heute in der Medizin verwendet werden, etwa Herzschrittmacher und andere implantierbare medizinische Geräte, sich auf drei wichtige Komponenten verlassen: Zuverlässigkeit, geringe Größe und Langlebigkeit. Hier setzt das DESYRE-Konsortium an. Experten schätzen, dass Ausfallraten mit der technologischen Entwicklung steigen werden. Das DESYRE-Team schafft neue Design-Techniken damit zukünftige "Systems-on-Chips" zuverlässiger und stromsparender sind und geringere Leistungseinbußen haben, die mit Fehlertoleranz verbunden sind. Professor Sourdis erklärt: "Wir konzentrieren uns auf die Gestaltung zukünftiger höchst zuverlässiger Systems-on-Chips, die deutlich weniger Strom als andere Designs für zuverlässige Systeme verbrauchen". "Durch diesen Ansatz ist es durch den Entwurf möglich, Geräte zu erhalten, die sich durch hohe Zuverlässigkeit in Kombination mit kleinen Batterien und bestmöglicher Langlebigkeit auszeichnen. Er ist perfekt für sicherheitskritische Anwendungen wie z. B. in implantierbaren medizinischen Geräten, z. B. Herzschrittmachern oder Gehirnstimulatoren, mit denen Parkinson behandelt wird." Die meisten Studien, die die Aufmerksamkeit auf zuverlässige Systeme setzen, konzentrieren sich meist auf ausfallfreie Mechanismen, die eine Reihe von Redundanzprogrammen nutzen. In diesem Fall werden empfindliche Sub-Systeme als "ausfallfrei" angesehen. Um Störungen im Subsystem zu bewerten, wird mehr Energie verbraucht, was wiederum die Leistung des Chips senkt. Das Endergebnis ist eine Zeit- und Energieverschwendung. Die DESYRE-Projektpartner teilen das System-on-Chip in zwei verschiedene Bereiche auf. Der erste ist äußerst resistent gegen Störungen, während der zweite fehleranfällige Prozessorkerne enthält. Die Forscher sagen, dass die Kerne auf dem fehleranfälligen Bereich austauschbar sind, und die Aufgabe eines Kerns auf jeden anderen Kern im Fall einer diagnostizierten Fehlfunktion übertragen werden kann. Der fehlerfreie Teil des Chips beobachtet inzwischen die Arbeitsweise des störanfällige Teils durch die Ausführung von "Gesundheits-Checks" der Prozessorkerne. Sie müssen auch gewährleisten, dass jeder Kern eine zugewiesenen Teilaufgabe ohne Fehler handhabt. "Es klingt vielleicht nicht eingängig ein höchst zuverlässiges System-on-Chip auf der Basis von Komponenten zu entwickeln, die ausfallen könnten, und doch ist es genau das, was wir vorschlagen", sagt Gerard Rauwerda, Chief Technology Officer von Recore Systems BV aus den Niederlanden, einem der Industriepartner von DESYRE. "Der DESYRE-Ansatz beruht darauf, dass das System seinen Job zuverlässig ausführen kann, auch wenn ein oder mehrere Kerne ausfallen. Damit wird die Lebensdauer des Chips verlängert." Dieses innovative, fehlertolerante Gerät wird zur Senkung des Energieverbrauchs um mindestens 10% bis 20% beitragen und Leistungsausfälle mindern, so das Team. "Menschen, die implantierbare medizinische Geräte benötigen, werden auch davon profitieren, da sich dies in einer längeren Batterielebensdauer niederschlägt und der Gerätetausch ohne Kompromisse bei der Zuverlässigkeit herausgezögert werden kann", so Professor Sourdis. Experten aus Griechenland, Italien, den Niederlanden, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich sind Mitglieder des DESYRE-Konsortiums.Weitere Informationen erhalten Sie hier: DESYRE: http://www.desyre.eu/(öffnet in neuem Fenster) ICT Research: http://cordis.europa.eu/fp7/ict/(öffnet in neuem Fenster)
Länder
Griechenland, Italien, Niederlande, Schweden, Vereinigtes Königreich