Что такое мозги в машине: Что такое мозги двигателя автомобиля

Содержание

Электронный блок управления (ЭБУ) — мозг вашего автомобиля

Работа систем и агрегатов современного авто напрямую зависит от корректной работы «мозгового центра», называемого электронный блок управления (ЭБУ), он же Powertrain Control Module (PCM). Неисправности в электронном блоке немедленно отражаются на работе электропитания, трансмиссии, выхлопной системы и других элементах.

Если электронный блок управления ЭБУ вышел из строя

Ввиду сложности устройства, данный блок не подлежит ремонту в условиях обычного СТО – его просто заменяют, предварительно убедившись, что причиной помех в работе авто действительно является выход из строя ЭБУ. Для проверки работоспособности блока управления требуется сложное оборудование, такое тестирование под силу только специализированному сервисному центру.

Если возникла необходимость в установке нового блока взамен пришедшего в негодность, предварительно нужно выявить и устранить «причину смерти» предыдущего. Эта задача может оказаться непростой, зато избавит вас от повторной замены блока.

Можно назвать две основные причины поломки ЭБУ:
— повышенное напряжение, вызванное, например, коротким замыканием;
— воздействие внешних факторов, таких как перегрев, вибрация, удар, коррозия. Особо следует предохранять ЭБУ от попадания влаги. Вода, просочившись внутрь корпуса, может вызвать замыкание и коррозию.

Покупка и замена электронного блока ЭБУ

Основная часть ЭБУ, продаваемых на рынках и в магазинах запчастей, это бывшие в употреблении блоки, которые были восстановлены на заводе, так как восстановление гораздо более выгодно для фирм-производителей. Конечно, не все пришедшие в негодность блоки подлежат восстановлению. Например, блок с «утопленного» автомобиля, скорее всего, никто ремонтировать не станет.

Несмотря на то, что внешне электронные блоки могут выглядеть совершенно одинаково, иметь одинаковый размер и одинаковое расположение контактов, их настройки кардинально отличаются. И это понятно, ведь они отвечают за работу агрегатов автомобиля конкретной марки и года выпуска. При установке «неродного» ЭБУ, даже если автомобиль заведётся и поедет, все системы автомобиля будут сбоить. Нужно, чтобы заменяемый электронный блок был абсолютно идентичным.

При покупке ЭБУ нужно знать марку автомобиля, год выпуска, объем двигателя и код производителя, обозначенный на блоке.

В каждом ЭБУ есть микросхема PROM (Program Read Only Memory), в которой хранятся все параметры настроек данного автомобиля. Чаще всего эту микросхему нужно переставить со старого на новый электронный блок. В более поздних моделях автомобилей для этих целей вместо микросхемы используется

флеш-память или EEPROM (Electronically Erasable Program Read Only Memory) – перезаписываемое запоминающее устройство.

При замене блока основной работой является подключение его к проводке автомобиля через соответствующие разъемы. Подключение может усложнять неудобное и труднодоступное месторасположение ЭБУ. В любом случае перед подключением блока нужно отсоединить клемму от аккумулятора.

Многие блоки после подключения требуют дополнительной настройки под параметры данного автомобиля. Для каждого автомобиля этот процесс индивидуален и полностью описан в инструкции по сервисному обслуживанию. Процедуру перепрограммирования блоков, к примеру, чип тюнинг skoda octavia A5 следует выполнять только на авторизованных сервис центрах. Доверять чип-тюнинг ЭБУ «гаражным» умельцам-самоучкам — крайне недальновидно и даже опасно.

С этой статьёй читают:

Мозги Инжектора — Электронный Блок Управления, Где Находятся Форсунки, Как Заводить Без ЭБУ, Расшифровка Кодов Ошибок, Устранение Неисправностей

Карбюраторные автомобили шли с конвейера без мозгов, так как все управление в них реализовано механически. С приходом инжекторных систем питания машины начали наполняться всевозможной электроникой. Обработкой информации от датчиков и генерацией управляющих сигналов занимается ЭБУ. Выход его из строя способен полностью обездвижить железного коня, поэтому к модулю управления следует относится с повышенной внимательностью.

Внешний вид электронного блока управления

Получаемая ЭБУ информация и сигналы управления исходящие с него

Для правильного дозирования подаваемого топлива в электронный блок управления приходит информация:

  • частота вращения коленвала, определяемая датчиком положения;
  • возникновение детонации в процессе эксплуатации;
  • массовый расход воздуха мотором;
  • отклонение от номинального напряжения бортовой сети машины;
  • скорость авто;
  • температура в системе охлаждения двигателя;
  • какое положение занимает дроссельная заслонка;
  • процент кислорода в выхлопных газах;
  • наличие дополнительных нагрузок на двигатель, например, включение кондиционера.

Количество датчиков и соответственно объем получаемой информации зависит от модели автомобиля. В бюджетных машинах ЭБУ обладает только основными данными. Наиболее развитые электронные блоки собирают и оперируют информацией о каждом узле машины, что сказывается на динамических характеристиках и экономичности авто.

После обработки данных блок управления инжектором подает сигналы для:

  • открытия и закрытия форсунок;
  • контроля искрообразования;
  • выбора режима работы топливного насоса;
  • поддержания стабильных оборотов холостого хода;
  • включения и выключения вентилятора системы охлаждения;
  • подключения или отключения кондиционера электромагнитной муфтой;
  • улавливания паров бензина адсорбером;
  • проведения самодиагностики агрегатов.

Работа электронного блока управления предполагает оперирование большим количеством информации в режиме реального времени. Неточность в любом из каналов приведет к нестабильной работе двигателя, увеличению расхода топлива и потере динамических характеристик, поэтому все возникающие поломки в электронике требуют незамедлительного устранения.

Конструктивные особенности электронного блока управления

Для работы с информацией, поступающей в модуль, ЭБУ имеет несколько видов памяти:

  • Алгоритм управления двигателем в зависимости от режима эксплуатации находится в программируемом постоянном запоминающем устройстве. Здесь же хранится и основная таблица различных калибровок параметров. При отключении питания вся информация остается на месте. Для стирания или перезаписи данных используется специальное оборудование, предназначенное для чип-тюнинга;
  • Энергозависимая память, хранящая временные данные и обрабатываемую электронным модулем информацию, называется оперативным запоминающим устройством. В ней происходит фиксация и выработка управляющих сигналов в зависимости от изменений параметров, поступающих с датчиков;
  • Сохранение кодов и паролей происходит в электрически репрограммируемом запоминающем устройстве. Данный тип памяти является энергонезависимым, но в отличии от ППЗУ не требует специального оборудования для перезаписи.

Ввод информационных сигналов у качественных электронных модулей осуществляется через гальваническую развязку. Это предотвращает повреждение главных чипов блока управления в случае выхода какого-либо датчика из строя. От внутренних ошибок модуль защищен различными методами самодиагностики и коррекции сбоев, что помогает избегать ситуации, когда автомобиль остается без мозгов.

Неполадки, возникающие в модуле

Причины, почему автомобиль может остаться без мозгов, наиболее часто возникают по вине автовладельца. Так, например, попытка перезаписать программное обеспечение при проведении чип-тюнига может закончится неудачей, если автолюбитель выбрал не правильное ПО. Также причинами вызывающими поломку ЭБУ являются:

  • Неудачное расположение модуля управления. Например, в автомобилях ВАЗ 2113 – 2115 ЭБУ установлен рядом с радиатором печки. Помимо теплового воздействия, блок может залить охлаждающей жидкостью, после чего машина останется без мозгов;
  • Ухудшения контакта между клеммами и генератором или аккумулятором. Это вызывает скачки бортового напряжения автомобиля. ЭБУ защищен от перепадов напряжения, но продолжительное воздействие способно вывести блок из строя;
  • Возникновение ЭДС в первичной обмотке катушки ведет к пробою транзисторов электронного блока управления. Электродвижущая сила обычно возникает при плохом контакте свечей зажигания или повышенном внутреннем сопротивлении высоковольтных проводов.

Для определения неисправности необходимо прочитать лог ошибок, сохраненный в мозгах инжектора. Для этих целей существует специальный диагностический разъем. Расположение его зависит от конкретной модели автомобиля. Например, в автомобилях ВАЗ с высокой панелью диагностический разъем находится внутри центральной консоли.

Расшифровка кодов ошибок на примере ВАЗ 21074

Если мозги инжектора обнаружили неисправность в работе двигателя, то об этом будет сигнализировать загоревшаяся лампочка «check engine». Понять какая именно неисправность произошла по данному оповещению невозможно. Для более точного определения поломки требуется подключить диагностический сканер к специальному разъему. При его помощи из памяти ЭБУ считывается лог ошибки, который можно расшифровать при помощи справочников по конкретному автомобилю. Так, например, для ВАЗ 21074 наиболее часто встречаемыми ошибками являются:

  • Неисправность воздушного датчика;
  • Неоптимальный режим сгорания бензовоздушной смеси. В результате выхлопные газы имеют повышенную токсичность. Лямбда-зонд может выдать эту ошибку, например, если в выхлопе находятся пары несгоревшего бензина;
  • Требуется драйверная проверка модуля управления инжекторными двигателями;
  • Проблемы с получением информации от датчика температуры;
  • Состав горючей смеси не соответствует режиму работы двигателя. Причиной этого могут стать, например, загрязненные форсунки;
  • Неправильное определение момента возникновения детонации в работе двигателя;
  • Отсутствуют данные о положении дроссельной заслонки. Помимо повреждения самого считывающего элемента, возможен обрыв информационного шлейфа;
  • Температура мотора находится выше рабочего диапазон;
  • Медленный отклик сигнальной системы машины.

При выполнении считывания ошибок сканер указывает лишь на предположительное место неисправности, но не может указать причину вызвавшую поломку, поэтому после получения кода важно правильно его истолковать. При недостаточном понимании работы инжекторных двигателей и топливных систем может возникнуть ситуация, когда автовладелец, неправильно расшифровав лог ошибки,  займется ремонтом исправного узла машины.

Эксплуатация автомобиля без электронного блока управления

В случае выхода из строя ЭБУ непопулярной модели найти новый модуль может стать большой проблемой. В таком случае автовладелец может пойти на радикальный шаг и сменить электронику на другую систему без мозгов. Инжектор в таком случае сменяется карбюратором, а зажиганием начинает управлять коммутатор.

Вносить столь серьезные изменения можно только в крайнем случае. Инжекторный двигатель спроектирован для работы под контролем электронного блока управления. При его отсутствии возможны провалы при разгоне, нестабильная работа и повышенный расход топлива. Убирать мозги можно только временно, например, для перегона авто.

Устранение неисправностей связанных с мозгами инжектора

При возникновении поломки ЭБУ автовладелец может захотеть поменять модуль на схожую модель. При этом важно учитывать, что каждые мозги изготавливаются под конкретную модель силовой установки, комбинацию датчиков, протяженность шлейфов. Прошивка также меняется от модели к модели, поэтому произвести просто перестановку блоков невозможно, даже если их разъемы идентичны.

При установке похожей модели без полного согласования параметров возможны негативные последствия:

  • двигатель перестает заводится;
  • автомобиль теряет былую резвость;
  • значительно возрастает расход топлива;
  • мотор нестабильно работает;
  • ЭБУ постоянно сигнализирует об ошибке.

Производить устранение неисправности заменой на похожий электронный блок управления категорически запрещается. Правильными методами устранения неисправностей являются:

  • Визуальный осмотр датчиков и проводов идущих к ним. Часто причина может скрываться в их механическом повреждении. Замена дефектного элемента на новый позволит избавится от поломки, которую выдает электронный блок управления;
  • Сделать перепрошивку программного обеспечения. Повышение динамических характеристик автомобиля очень часто возможно только при помощи чип-тюнинга;
  • Сделать перезагрузку мозгов инжектора путем снятия одной из клемм аккумулятора. Произошедший сбой в процессе эксплуатации можно сбросить отключив питание от ЭБУ. Данным методом рекомендуется пользоваться при однократном появлении ошибки. Если ситуация повторяется, то перезагружать модуль не имеет смысла.

При невозможности устранить поломку вышеуказанными способами, единственным верным решением является обращение в специализированный сервисный центр. После считывания лога ошибки сканером специалисты определят возможный круг неисправностей. После этого определяется оптимальный способ избавления дефекта.

Появление электронного блока управления значительно улучшило эксплуатационные свойства автомобиля. Произошло это благодаря возможности контроля режима работы силовой установки и корректировки параметров в режиме реального времени. В свою очередь, усложнение электроники машины привело к возникновению поломок, способных обездвижить железного коня.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Мозг, машины и просветление. Сценарий Ликлайдера

2035: in progress > Ликбез

16.04.2019

Денис Тулинов — про симбиоз мозга и техносферы как способ справиться с нарастающей сложностью: программа NeuroNet в ее изначальном виде.

Первого февраля 1960 года в закусочную городка Гринсборо, штат Северная Каролина, зашли четверо чернокожих студентов и заняли места за стойкой, где обслуживали только белых. Студенты попросили по чашке кофе, но им отказали и посоветовали уйти. Тогда они решили сидеть до тех пор, пока у них не примут заказ, и оставались там до закрытия заведения.

Утром они пришли снова, причем их поддержали еще два десятка студентов. Захватив учебники, молодежь уселась в закусочной, выслушивая ворчание белых посетителей. Черных по-прежнему не обслуживали. На пятый день в акцию включились уже триста человек. Демарш «четверки из Гринсборо» породил волну сидячих протестов, которая прокатилась по южным штатам, открыв новый этап борьбы за гражданские права в США.


Greensboro Four на 2-й день протеста

Третьего февраля британский премьер-министр Гарольд Макмиллан на торжественном заседании парламента в Кейптауне, Южная Африка, выступил с речью, которая вошла в историю под названием «Ветер перемен». Она знаменовала собой отказ Британии от политики колониализма.

Макмиллан стал первым действующим премьер-министром, посетившим Африку. Изучив ситуацию на месте, он провозгласил новый курс:

«Ветер перемен дует по всему континенту и, нравится нам или нет, данный рост политического самосознания является объективным фактом. Мы должны принять этот факт как должное и учитывать в нашей политике»

1960 год стал решающим годом для распада колониальной системы, сразу семнадцать африканских стран обрели независимость.


В том же феврале, 13-го числа, в пустыне Сахара французские военные впервые провели успешные испытания ядерного взрывного устройства. Его мощность составила 70 килотонн, что в три раза больше «Толстяка», сброшенного на Нагасаки, и больше любых испытательных взрывов, произведенных к тому времени США, СССР или Британией. Испытание получило имя «Gerboise Bleue» (синий тушканчик).

В тот день Франция официально стала ядерной державой, и президент Де Голль не скрывал чувств: 


«Ура Франции! Сегодняшним утром она стала более сильной и гордой»

До первого полета человека в космос оставался год. Мир стремительно менялся — старые, изжившие себя уклады и формы управления распадались на глазах, новые только складывались, и очертания грядущего порядка не были ясны.

Как нам остаться в игре

В марте того же 1960-го года бывший сотрудник MIT Джозеф Карл Робнетт Ликлайдер (JCR Licklider), ныне известный как один из идейных отцов всемирной сети, публикует статью «Симбиоз человека и компьютера».

Ликлайдер верил, что пройдет не так много лет, и

«человеческий мозг и вычислительные машины станут тесно сопряжены, в результате их союз будет мыслить, как человеческий мозг никогда не мыслил, и обрабатывать данные способами, недоступными известным нам машинам»

Отсюда, по его мнению, неизбежен путь ко все более тесному партнерству с ЭВМ, переходящему в симбиоз.

Описывая свойства компьютера будущего, Ликлайдер замечает: машину будут использовать для принятия сложных решений, и, значит, связь с ней следует поддерживать наиболее естественным путем (via the most natural means). Поэтому очень важно избавиться от громоздких способов ввода и вывода.

Он приходит к мысли, что для симбиоза с людьми компьютер должен распознавать речь и уметь говорить.

Его расчет сбывается в наши дни, программы уже умеют слушать и обретают голос, но потенциал языка в качестве канала связи все же ограничен. Канал этот медленный и нечеткий — нам бывает тяжело в точности передать свое интуитивное понимание, прожитый опыт, оттенки смыслов и чувств, не хватает слов и выразительных средств. Мысль изреченная есть ложь.

Нюансы, однако, становятся значимы, когда мы имеем дело со сложными задачами, требующими интеллектуального участия многих людей. И если в начале 1960-х свободно говорящие и понимающие речь ЭВМ были смелой и отдаленной во времени целью, то сегодня мы можем заглянуть дальше и увидеть иные способы сопряжения мозга и компьютера, реализующие сценарий Ликлайдера.


В 1958−59 гг. Ликлайдер был президентом Американского акустического общества. В 1962−64 гг. работал в ARPA, заложил основы ARPANET

В сущности, этот сценарий— уже не вопрос нашего выбора. Независимо от предпочтений мы неизбежно будем двигаться в его сторону.

Причина тому — возрастающая сложность среды.

Мир 1960-х менялся на глазах, но плотность тех изменений не идет в сравнение с тем, как мир меняется сегодня. Темп смены правил, технологий и форматов, особенно в цифровой среде, неуклонно растет. Мы вынуждены все время обновлять свои знания и навыки. Факторов отвлечения внимания становится больше, нас накрывают потоки информации, мы не успеваем следить за ними.

Системы, которые мы создаем и с которыми имеем дело, усложняются. Человеку все труднее удерживать в уме крупные проекты, отслеживать цепочки причинных связей, и все больше решений принимаются коллективно и распределенно. Мы плохо знаем, как понимать и моделировать сложные нелинейные системы, такие как экономика, город, климат, интернет, биосфера.

Черты наступающего уклада эксперты уловили почти двадцать лет назад и выразили их аббревиатурой VUCA, сокращением из английских слов volatility (изменчивость, неустойчивость), uncertainty (неопределенность), complexity (сложность) и ambiguity (неясность, неоднозначность). Именно в таком мире нам предстоит жить, и все более заметную роль в его ускорении играет искусственный интеллект (ИИ).

Когда он станет по-настоящему мощным — а это вопрос пары десятилетий — мы рискуем утратить необходимое понимание происходящего вокруг. Сложность взаимосвязей и событий превзойдет возможности нашей психики их постичь, а скорость смены целей и смыслов будет недоступна для наших медленных средств общения с техносферой.

Так биология, породившая человека, окажется не в силах угнаться за технологией, которую он создает. Нам придется найти новые методы и инструменты принятия решений. Кристоф Кох, директор Института Аллена по изучению мозга, убежден, что без повышения качества интеллекта мы не продлим выживание человечества. «Только так мы сможем продолжать оставаться в игре на фоне собственного творения», — говорит он.


3D реконструкция дендритов нервных клеток в крошечном участке мозга. Volatility, uncertainty, complexity, ambiguity.

В итоге, чтобы совладать с возрастающей сложностью среды, нам следует повысить сложность своего аппарата мышления. Решение так или иначе сводится к двум вариантам, не исключающим друг друга. Первый, дополнить мозг экзокортексом, то есть вынести часть интеллектуальной деятельности за пределы мозга и связать мозг с умными агентами и устройствами. Второй, усилить возможности самого мозга при помощи нейротехнологий и новых психотехник.

Почему об этом стоит говорить всерьез? Потому что игра началась.

Следи за тем, куда идут деньги

Всматриваясь в будущее, мы можем увидеть набирающие силу тенденции, которые вместе определят облик цивилизации на ближайшие десятилетия. Одна из таких тенденций — происходящий повсеместно «поворот к мозгу».

Объем исследований в области нейронаук неуклонно растет. Стартовавший пять лет назад европейский проект Human Brain Project (HBP) оценен в 1,2 млрд. евро и рассчитан на 10 лет; в него вовлечены сотни исследователей из 26 стран. Они должны собрать данные о работе мозга и создать вычислительную архитектуру, способную поддержать модели мозга на компьютере.

Американский BRAIN Initiative реализуется параллельно HBP и будет стоить 4,5 млрд. долл. Он даст новые технологии, позволяющие следить в реальном времени за большими сетями нейронов в живом мозге. Объявляя о запуске проекта, президент Обама сравнил BRAIN с космической программой «Аполлон» — подчеркнув научную дерзость предприятия и масштаб его влияния на дальнейшее развитие инноваций.

Подобные инициативы начаты в Китае, Корее и Японии, а Европейский Союз в рамочной программе «Горизонт 2020» принял дорожную карту развития технологий, связующих мозг и компьютер. В карте описано, как в будущем люди используют нейроинтерфейсы, чтобы лечиться, управлять состоянием нервной системы, профессионально развиваться и усиливать возможности тела и психики.

Включилась в игру и Кремниевая долина.

Объем венчурных инвестиций в исследования, связанные с изучением мозга, за последние пять лет вырос на 40%. В 2017 году Илон Маск основал стартап Neuralink для создания интерфейса нового поколения, который станет «цифровым слоем над корой головного мозга». Facebook объявил о планах создать гаджет для набора текста с помощью силы мысли со скоростью 100 слов в минуту. А миллионер Брайан Джонсон вложился в компанию Kernel с намерением разработать нейропротезы для усиления памяти и интеллекта.

В сторону мозга разворачивается и экономика как наука. Любая модель рынка строится на гипотезах о поведении потребителей, и механизмы принятия решений интересуют экономистов не меньше, чем нейробиологов. Они ведут совместные исследования, изучая активность мозга людей, стоящих перед выбором. Знания, полученные в рамках нейроэкономики и нейромаркетинга, уже применяются в бизнесе.

Мы входим в эпоху, когда использование сигналов мозга в разных ситуациях и для разных целей станет все более привычным. Эта практика не ограничится медициной и проникнет во многие сферы жизни — от образования и труда до общения и развлечений. При «чтении» активности мозга извлекаются не только команды управления; тем же путем можно выявить и психоэмоциональное состояние человека. Это наполнит повседневную жизнь новым качеством: люди будут полагаться на биоданные.

Мегапроекты в области нейронаук, чуть ли не синхронно стартующие на разных континентах — это явная попытка ускорить научный поиск. Ключевые стейкхолдеры осознали, что страны, не участвующие в «повороте», рискуют остаться за бортом новой экономики, поскольку та будет строиться на широком использовании искусственного интеллекта и интерфейсов мозг-компьютер (ИМК).

Если прорыв в нейронауке случится, люди станут дольше жить и дольше оставаться здоровыми. Но ставка тут сильнее — наука и технология повысят качество решений и помогут адаптироваться к VUCA-миру.

Кладезь внутренних состояний

Главный барьер на этом пути — наши скромные знания о мозге человека. Ученые чаще работают с животными и клеточными культурами, так как с ними возможны опыты, которые на человеке не проведешь. Многие передовые технологии испытаны лишь на крысах или, в редком случае, обезьянах.

О скором переносе их на людей стоит говорить с осторожностью. Но ряд методов уже изучают на добровольцах, и эти методы — первые кандидаты в качестве средств усиления работы мозга.

Так, нейрообратную связь применяют для настройки нервной системы. У человека считывают электроэнцефалограмму (ЭЭГ) и некий ее параметр предъявляют в виде картинки на экране. Пациентка смотрит на то, как варьирует цвет или форма изображения, а по сути видит изменение работы своего мозга. Она использует этот сигнал обратной связи для управления своей нейрональной активностью в реальном времени, пытаясь сознательно (или не очень) добиться нужного вида картинки.


Примерно так выглядит сеанс нейрообратной связи

Технику обратной связи используют для регуляции патологических процессов, от мигрени до эпилепсии. Но сам ее механизм предполагает, что можно вывести «наружу» любой набор параметров, если удастся их считать.

Соответственно, мы вправе ожидать, что можно повысить остроту восприятия, скорость обучения или когнитивные способности, если точно знать, какие параметры — какие цепи нейронов — на это повышение влияют. Так можно будет достичь более продуктивных состояний психики. Хорошая новость: опыты на мышах показали, что метод работает и без участия сознания.

Многообещающе выглядят пассивные интерфейсы, поскольку не требуют сознательного участия пользователя и в то же время открывают картину его внутренних состояний. По данным активности мозга вполне реально выяснить, что психика человека перегружена, или что он теряет внимание, или что неудовлетворен результатом.

Причем программа поймет это раньше, чем заметит сам человек. Многих конфликтов и техногенных аварий из-за неверных решений удастся избежать.

Пассивные ИМК помогут предотвратить нервное или эмоциональное истощение, повысят эффективность обучения. Например, самые трудные задания люди смогут брать в период наиболее продуктивных состояний, а обучающие программы сами будут обучаться, опираясь на то, как активность мозга коррелирует с результатами ученика.

В крупных распределенных проектах можно будет гибко перенаправлять задачи между сотрудниками, опираясь на их биометрию в реальном времени.

Несколько лет назад появился метод снятия ЭЭГ в ушной раковине (Ear-EEG). Вместо укрепления электродов на поверхности головы сенсоры помещаются за ухо или даже в ухо, как наушник. Хотя данных считывается меньше, для простых задач выигрыш в удобстве более значим. Метод хорошо работает для зон мозга, прилегающих к уху, для регистрации вызванных потенциалов и в тех случаях, где для анализа важны частотные показатели ЭЭГ.

В Университете Иллинойса разработали мягкую электронику для Ear-EEG: вместо «наушника» на кожу накладывается тонкая плёнка, которую держат силы Ван-дер-Ваальса. Считывание ЭЭГ становится неощутимым, не мешает двигаться, спать и даже принимать душ. Используя такую систему, испытуемые печатали текст «силой мысли» через интерфейс на основе P300.

В пассивных же ИМК используют сам факт, что часть процессов восприятия и мышления происходит на досознательном уровне. Человек их не осознает, но на энцефалограмме они различимы. Например, если вы ошибетесь или столкнетесь с противоречием, то спустя 80-150 миллисекунд ваша ЭЭГ выдаст негативный импульс (error-related negativity, ERN). Сигнал родится в передней поясной коре, он служит внутренним детектором ошибок.

Примечательно, что далеко не всегда люди осознают ошибку, даже если ERN показывает, что мозг ее заметил.

Поиск разнообразных сигналов такого рода может стать удачной стратегией. Она позволит резко поднять качество решений. Сигналы понадобятся и для лучшего взаимодействия с техносферой — роботы смогут адаптивно менять поведение и стиль общения с человеком, исходя из его текущего психоэмоционального состояния. Понимая его с полуслова, а то и вовсе без слов.

Такая «бесшовная» коммуникация и есть одно из условий симбиоза.

Нейромодулируй, или проиграешь

Перед трудным решением люди часто испытывают когнитивный конфликт, муки выбора, когда импульсивное начало борется с рациональным. Ученые видят эту борьбу на сканах мозга. По их словам, исход зависит от того, какая структура в мозге активнее в момент принятия решения. По данным сканирования машина готова предсказать, какой выбор сделает человек.

Это значит, что повлиять на решение можно, изменив активность нужных групп нейронов. Люди с доминированием импульсивной системы (в т.н. центре удовольствия) склонны к наркотическим, игровым и прочим зависимостям. Исследователи в области нейроэкономики пытаются добавить им рациональности, снижая активность ‘импульсивных’ нейронов внешним магнитным полем.

А психологи из Цюрихской клиники добились у испытуемых более реалистичной оценки ситуации, промыв им ушной канал 20 мл холодной воды.

И магнитное поле, и вода — это все инструменты нейромодуляции, их много. Если внимание, восприятие, мотивации и прочие ингредиенты мышления связаны с работой клеток мозга (а они связаны), то через активацию или торможение нейронов гипотетически можно повысить качество мышления. Здесь мы вправе ждать от нейроэкономики открытия новых зон-мишеней в мозге человека, прямо влияющих на когнитивные процессы.

Вообще, нейромодуляция мозга известна давно, вы проделываете ее каждый раз, выпивая чашку кофе. Однако новые инструменты обещают быть куда более прицельными. Например, человек сможет дополнительно активировать те области мозга, что заняты симуляцией, то есть моделируют развитие событий в воображении — возможно, его прогнозы станут глубже и точнее.


В Древних Греции и Риме методом нейромодуляции лечили подагру, головную боль и даже эпилепсию, прикладывая к телу электрических скатов

Сегодня с помощью гаджетов люди пропускают слабый ток через лобные доли. Так делают студенты и любители апгрейда — они надеятся, что ток усиливает пластичность нервной ткани, помогая в обучении и решении задач. Ученые и медики окончательного вердикта пока не вынесли, метод активно изучают и в ряде экспериментов удалось на время повысить способность к обучению.

Нет сомнений, что разные виды стимуляции центральной и периферической нервной системы будут применять для остроты внимания, улучшения памяти, задержки старения и прочих вариантов усиления человека. Из лабораторий новые знания и технологии придут в медицину, а далее проникнут в экономику и быт. Ведь мозг может обмениваться сигналами не только с механическим протезом или инвалидным креслом, но и с любой сложной техникой.

Аналог осязания от механических рук уже достигнут в экспериментах. Недавно удалось показать, что человек вполне способен работать двумя руками и параллельно управлять роботизированной рукой через ЭЭГ-интерфейс.

via GIPHY

Технически к мозгу можно подключить любое устройство или цифровой объект, от умной фабрики до электронной биржи. И пусть даже не с целью управления, а ради получения обратной связи. Если ключевые параметры объекта транслировать в нервную систему, человек будет ощущать их динамику via the most natural means, как чувствует малейшие изменения в теле — мгновенно.

По сути, подключенный объект и станет продолжением его тела. Такое непосредственное восприятие поможет уловить нюансы поведения сложных систем, упущенные органами чувств.

Борьба за юзабилити

Рано или поздно умными и цифровыми станут все вещи. Наши устройства, от смартфонов и бытовой техники до океанских лайнеров и атомных станций — уже компьютеры. Как замечает криптограф Брюс Шнайер:

«ваше авто больше не машина с компьютером внутри; это компьютер с четырьмя колесами и двигателем»

Цифровая среда создает запрос на интуитивное и быстрое взаимодействие с ней. Новые ИМК должны уметь и считывать данные из мозга, и отправлять их в мозг.

В 2018 году в Институте когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ открыли Центр биоэлектрических интерфейсов. Основной проект Центра — создание двунаправленной связи мозг-компьютер на основе метода электрокортикографии (ЭКоГ). Нейрохирурги, как правило, проводят эту процедуру пациентам с эпилепсией или опухолями, чтобы найти очаги поражения — сетку с электродами кладут на кору головного мозга. Интерфейс же будет работать в обе стороны, его планируют применять в реабилитации пациентов и для управления протезами конечностей.

Во всем мире создатели интерфейсов вынуждены искать хрупкий баланс между инвазивностью методов и чистотой данных. Картина электромагнитных полей на поверхности головы шумная — сигналы мозга размываются, проходя через кость. Сигнал ЭКоГ гораздо четче, но сетку вводят через небольшое отверстие в черепе.
Для лечения травм и нервных расстройств, таких как эпилепсия или болезнь Паркинсона, в мозг вводят тонкие электроды на глубину до восьми сантиметров, зато можно «слышать» отдельные нейроны.


Электроды для снятия ЭКоГ заведены под крышку черепа и лежат на поверхности мозга пациента. Composite illustration Ned T. Sahin

Вызов нейромедицины ближайших лет — объединить стимуляцию и считывание, чтобы воздействие на нервные клетки шло в ответ на их текущую активность. Например, такую «обучающую» систему SUBNETS из имплантируемых устройств тестирует агентство DARPA.

В Университете Южной Калифорнии испытали нейропротез для памяти: ученые считали активность мозга пациентов, пока те проходили тесты на запоминание, затем на основе полученных данных вычислили схему активации гиппокампа и в ходе другого теста подавали пациентам импульсы в мозг. Память людей сразу улучшилась на 35 процентов.

Впечатляющий успех, но электроды вводили глубоко в голову. За рамками медицины имплантация будет барьером для большинства людей, они не захотят операций. Чтобы подать сигнал в мозг прямо с поверхности головы, без хирургии, можно использовать сфокусированное магнитное поле или ультразвук — оба проходят сквозь череп и активируют клетки коры.

В прошлом году ученые из MIT испытали еще один способ. Источником идеи послужил известный феномен: когда накладываются две волны, в районе интерференции возникает сигнал, частота изменения амплитуды которого равна разности частот исходных волн. Ученые добились эффекта, наложив друг на друга два электрических поля в заданной области мозга мыши. В месте пересечения полей клетки активировались возникшей стоячей волной.

Так, варьируя частоты, можно перемещать зону «поражения» и стимулировать любую часть мозга на любой глубине.

Сквозь череп проходит и ближний инфракрасный свет, он тоже применим для возбуждения клеток. Но неинвазивные методы не позволят стимулировать нейроны точно и избирательно, и ученые ищут иные компромиссные варианты. Они создают гибкие и биосовместимые оптроды толщиной с волос, синтезируют наночастицы, которые возбуждают клетки теплом или светом, и предлагают вводить микродатчики в мозг по кровеносным сосудам.

Нейросети, партнеры нейросетей

Если ученые найдут способ связать мозг и компьютер, сделав эту связь удобной и быстрой, то выгоды перевесят страхи. Апгрейд приживется еще и потому, что он применим сразу для многих вещей, от медицины до сферы развлечений. Не исключено, что последняя как раз и станет первым полигоном для бытового нейротеха — как средства обогащения коммуникации в массовых онлайн играх.

Ведь связность человечества растет. В совместную деятельность теперь легко вовлечь миллионы людей из разных частей света в реальном времени. Но как найти со всеми общий язык? Эволюция не ставила человека в такое положение, и ему придется развивать эмоциональный интеллект, учиться быстро и гибко договариваться об общих смыслах и целях внутри больших сообществ.

Помощниками здесь могут стать интерфейсы «мозг-мозг». Их более продвинутые версии позволят преодолеть ограничения речи как канала связи, добавив в общение интуитивный, но невыразимый опыт, личные чувства и неявные знания — то, что остается во внутреннем мире собеседников, не облекаясь в слова. Модератор, умный ИИ-агент, отследит по данным биометрии смену эмоций, выявит неосознанные предвзятости (biases), уровень эмпатии, поможет синхронизировать ритмы мозга участников.

Варианты разнообразны.

Расчет здесь на то, что дополнительный слой данных плюс искусственный интеллект повысят эффективность коммуникации. Возникнут новые коллаборативные среды, и они позволят запускать проекты, которые сегодняшними средствами не реализуемы.


По мнению художника начала ХХ века знания из учебников в школе 2000 года будут загружать электрической машиной прямо в мозг. Он несколько не угадал по срокам, но концептуально может оказаться прав

Надежда еще и в том, что нейронауки продлят активный период жизни. Медицина будет сильнее ориентирована на работу с нервной системой; носимая электроника даст возможность прицельно влиять на нервные цепи, менять их активность и перестраивать. Отсюда, в перспективе, спад фармакологии и рост электронных средств лечения и терапии. Эксперты ожидают, что к 2023 году рынок устройств нейромодуляции превысит объем $13 млрд.

Вероятные «усилители» мышления вырастут из клинических исследований, поскольку при нейродегенеративных заболеваниях особо страдают когнитивные функции. Частично эти функции возьмет на себя техносфера.

Групповая работа над сложными задачами будет немыслима без когнитивных инструментов, умных программ, которые генерируют гипотезы и дают подсказки к действиям людей в реальном времени. Мы должны готовиться к тому, что «картина мира» в отношении сложных систем у искусственного интеллекта будет глубже и полнее, он сможет учесть на порядки больше параметров. И он будет знать нас лучше, чем мы сами.

Мы начнем использовать его как продолжение нервной системы. Как уже веками используем животных и машины в качестве продолжения мышц. Вероятно, последуют попытки подключить к мозгу ИИ на базе нейроморфного компьютера, родится метафора третьего полушария.

Пока это трудно представить технически: сегодня у интерфейсов очень узкий канал связи, можно подключить не более тысячи клеток. Однако на фоне десятков миллиардов нейронов в мозге человека мост между двумя полушариями невелик — порядка 200 млн. нервных волокон.

В Пенсильванском университете родилось нетривиальное решение. Идея в том, чтобы роль проводящего кабеля выполнял пучок нервных волокон, вживленных в мозг извне. Вместо того чтобы искать новые материалы для электродов, ученые берут обычные клетки — ведь аксон, отросток нейрона, тоже принимает и передает электрический потенциал.

Клетки выращивают в тонкой полой трубке, затем ее вживляют как обычный микро-зонд. Разница в том, что часть трубки, что находится внутри головы, со временем рассасывается и остается лишь пучок нервных волокон — по нему можно отправить сигнал в мозг. Такой «живой электрод» легко интегрируется в ткани и работает долго, гипотетически всю жизнь. Один аксон способен синаптически связаться с сотнями и даже тысячами клеток.

Ученые уже строят живые электроды, где до 30 000 нейронов в трубке, и она лишь в два-три раза толще человеческого волоса.

Электроника будущего, нацеленная на интеграцию с телом, неизбежно будет гибридной. И чем более совместимой, мягкой и неощутимой она будет становиться, тем больше в ней начнет проступать черт живого.

Как нам сохранить себя

Сценарий симбиоза человека и машин через подключение к мозгу реалистичен, но не предопределен. Как и когда он реализуется, зависит от многих «если». Нам остро не хватает знаний о работе мозга человека, и они заметно отстают от темпа развития технологий. Сегодня ученые могут воздействовать на разные зоны коры и даже одиночные клетки целым веером способов, но как с их помощью вытащить человека из депрессии или вернуть ему узнавание лиц?

Вдобавок мы плохо еще знаем цену этих воздействий. Сопряжение компьютера и мозга подразумевает не только возможности, но и риски.

Если Кристоф Кох призывает срочно интегрироваться с ИИ, то один из главных экспертов в мире нейроинтерфейсов, Мигель Николелис, предостерегает от слишком тесной привязки мозга к технике. Он говорит, что при подключении к компьютеру мозг адаптируется почти сразу, принимая характеристики машины и подражая ее бинарному процессу принятия решений. Мозг очень пластичен — по иронии, это может привести к потере ценных «человеческих» свойств.

«Цифровая технология не превзойдет качества нашего мозга, но она может их сформировать, и это самая большая опасность»

Так считает Николелис.


Апрель 2014 года. Бразилец Мигель Николелис (слева) встречает в своей лаборатории Луиса Инасиу Лула да Силву, бывшего президента Бразилии. Рядом экзоскелет, управляемый силой мысли, который будет продемонстрирован 12 июня 2014 г. на открытии Кубка мира по футболу в Бразилии.

Риски и угрозы следует рассматривать как раз затем, чтобы двигаться к симбиозу с наименьшими потерями. Не забывая оценить и риск отказа от этого пути. В реальности, любая искусственная среда вынуждает мозг адаптироваться. И с компьютерами мы уже тесно связаны — через органы чувств.

Возможно, нейротехнологии будут влиять на людей глубже, чем смартфоны и социальные сети, с риском изменить субъективную реальность человека, вплоть до полного погружения в искусственную среду. А «слияние» через интерфейс двух и более мозгов принесет риск размытия границ личности и откроет дорогу к коллективному сознанию.

Похоже на сюжеты из фантастики, но они могут оказаться ближе, чем кажется. Тот же Николелис уже связал через интерфейс мозги трех обезьян, и они справились с управлением курсором силой мысли лучше, чем каждая по-отдельности. Напомню, от первых опытов по протезированию гиппокампа на мышах до усиления памяти у человека прошло всего семь лет.

Ликлайдер писал свою работу на основе опыта работы с PDP-1, первым персональным компьютером размером с три холодильника, с клавиатурой от печатной машинки и круглым экраном со световым пером. И за три года до изобретения компьютерной мыши его коллегой, Дагом Энгельбартом. Тогда, в громоздкой примитивной машине Ликлайдер увидел предвестника новой среды, в которой будет жить человечество.


«С помощью машин люди смогут общаться более эффективно, чем лицом к лицу. Это довольно поразительная вещь, но это наш вывод… И мы убеждены, что вступаем в технологический век, в котором мы будем взаимодействовать с изобилием живой информации — не только пассивным образом, как мы привыкли использовать книги и библиотеки, но как активные участники непрерывного процесса, привнося в него через взаимодействие с ним, а не просто получая через подключение к нему»

Нейротех сейчас похож на PDP-1, и можно по-разному оценивать перспективы сценария симбиоза. Однако разрыв между сложностью цивилизации и нашими инструментами мышления будет все заметнее. В мире VUCA мы должны будем лучше владеть вниманием, удерживать в краткосрочной памяти больше смысловых единиц, быстрее вычленять главное, легче переучиваться, обладать высокой креативностью и эмпатией.
Нейронаука наверняка приоткроет нам эту возможность. Она может быть захватывающей или пугающей. Как мы ей распорядимся, зависит от нас.

P.S.

Необходимые пояснения. Текст написан в русле позитивной повестки. Ту же тему можно развернуть и в негативном ключе: нейротех, безусловно, дает еще одну возможность манипуляций психикой и поведением, и это лишь одна из угроз. В статьях такого толка, уверен, недостатка не будет.

Для краткости я использую слово «мозг», но вернее говорить о нервной системе в целом, включая периферическую. Последнюю станут не менее активно использовать, особенно с учетом взлета носимой электроники. Кроме того, биометрия не сводится к сигналам мозга и будет включать прочие физиологические параметры, такие как движение глаз, дыхание, пульс и т.д.

Я не останавливался на научных и технических трудностях, которые могут помешать реализовать ту или иную идею. Это еще более удлинит и усложнит текст, но не повлияет на логику и выводы кардинально.

#NeuroNet, #НейроНет, #Нейротехнологии

Можно ли убрать «глюки» в автомобиле, перезагрузив главный компьютер? | Практические советы | Авто

Современные машины управляются не только водителем, но и электроникой, которая, как известно, нуждается в перезагрузке. Как часто нужно выполнять эту операцию и почему?

Любой компьютер не может долгое время работать без перезагрузки операционной системы и без сброса накопившихся ошибок из оперативной памяти. Блок управления двигателем в машине не исключение.

При длительной эксплуатации случается, что память переполняется всевозможными ошибочными сигналами. ЭБУ выдает ложные коды, сигнализируя о различных несуществующих неисправностях. В итоге электроника путается и перестает нормально работать. На приборной панели появляются желтые лампы, свидетельствующие о срабатывании защиты при самодиагностике. Причиной этого становятся неправильно работающие датчики. Чтобы избавиться от проблемы и снять ошибки, в итоге необходимо обнулять память компьютера и возвращать его к заводским настройкам. Как это правильно сделать и не навредить транспортному средству?

Ложные и правдивые сигналы

Все современные автомобили оснащены электронным блоком управления (ЭБУ), а точнее, компьютером, который контролирует параметры двигателя и сохраняет их в памяти.

Обнуление памяти и настроек электронного блока можно и нужно производить примерно раз в год, но с соблюдением ряда предосторожностей, помогающих сократить риски для электроники.

Если неисправность действительно существует, то она незамедлительно даст о себе знать вновь. Таким образом, критические ошибки, серьезно влияющие на работу двигателя, сбросу не поддаются. Это сообщения о таких неисправностях, как:

  • неправильная работа датчика углового положения распредвала;
  • отказ датчика детонации;
  • проблемы с давлением масла;
  • нарушения работы дроссельной заслонки;
  • неисправности каталитического нейтрализатора;
  • пропуски зажигания и т. д.

Перезагрузка ЭБУ проводится с помощью полного отключения питания. Это намного проще, чем все думают, и не требует специальных знаний.

Отсоединение клеммы аккумулятора

В недорогих автомобилях отечественных марок, а также в иномарках бюджетного сегмента перезагрузка ЭБУ проводится при помощи отключения аккумуляторной батареи.

Необходимо заглушить мотор, открыть капот, снять плюсовую клемму с аккумуляторной батареи и подождать около 15 минут или более, чтобы оперативная память компьютера полностью очистилась от накопившейся информации.

Затем можно вновь подключить клемму и провести хитрую операцию с зажиганием.

Потребуется без запуска мотора повернуть ключ в замке во второе положение, при котором на все системы машины поступает питание, но стартер еще не срабатывает. В этот момент ЭБУ сканирует системы транспортного средства. Затем нужно выключить зажигание и вновь его включить. Тогда система ЭБУ перезапустится.

Однако после обнуления памяти необходимо дать машине вновь настроиться. Для этого нужно проехать на скорости 20-25 км/ч несколько сотен метров по двору без активных разгонов. ЭБУ автоматически в течение нескольких минут будет диагностировать электронику и произведет коррекцию работы.

Сканер в мобильном телефоне

Есть и более сложные способы перезагрузки ЭБУ с помощью специального сканера. Его можно купить на онлайн-площадках глобальных ритейлеров. Сканер представляет собой головку с Bluetooth или Wi-Fi, которая вставляется в разъем для сканирования электроники OBD2. Одновременно на смартфон скачивается специализированная программа для диагностики машины, и можно приступать к изучению ошибок.

В программе есть набор шаблонов для исправления ложных срабатываний датчиков. Одно нажатие приводит к перезагрузке компьютера.

Таким образом, адаптер позволяет в режиме реального времени даже в поездке следить за состоянием силового агрегата и иных систем машины.

Принцип работы ЭБУ| Причины неисправностей ЭБУ

Механические и примитивные электрические устройства, на которых задавались параметры работы двигателя, давно не используются. На смену им пришли высокие технологии. Теперь в автомобилях используют электронный блок управления (ЭБУ). Именно это устройство отвечает за все настройки электроники автомобиля, за изменения, внесенные в режимы работы двигателя транспортного средства, за процессы зажигания смеси и многое другое. Вот почему ЭБУ называют мозгами двигателя автомобиля. Прежде часть этих функций исполнял карбюратор, но с развитием технологий большая часть задач карбюратору стала не под силу.

Закат карбюраторной эпохи пришёлся на 70-е годы прошлого столетия. Но первую попытку создать подобное устройство предприняли сотрудники итальянского бренда Alfa Romeo еще в 50-х годах. Со временем устройство дорабатывали и «учили» его работать со все большим количеством датчиков и команд.

Конструкция ЭБУ принимает поступающую на него информацию и перераспределяет на соответствующие датчики. Команда обрабатывается алгоритмами и формируется определенная команда:

  • крутящий момент
  • мощность
  • состав отработавших газов
  • расход
  • осуществляется диагностика всех систем

Составные части ЭБУ делят на два главных блока — программное обеспечение и аппаратное обеспечение.

Программное обеспечение

В свою очередь программное обеспечение состоит из пары модулей — контрольного и функционального.

Контрольный — следит за исходящими сигналами и, при необходимости, корректирует их. Если что-то пошло не так, то контрольный модуль может даже заглушить силовой аппарат.

Функциональный — получает поступающие сигналы с датчиков, обрабатывает полученную информацию и формирует последующие команды для приборов.

Аппаратное обеспечение

Включает в себя работу массы электронных элементов, микропроцессоров и других систем. Сигналы идут от разных датчиков и преобразует их в цифровой формат. На них также настроен микропроцессор. Также на электронный блок управления поступают импульсные сигналы для преобразования их в цифровой формат. Для этого используются аналогово-цифровые преобразователи. В случае отклонений от заданных параметров система перенастраивается.

Принцип работы ЭБУ

На современных транспортных средствах бесперебойная работа ЭБУ сводится к приему информации с различных датчиков. На сегодняшний день таких датчиков может быть более 20.

  • прием данных о расходе воздуха, температуре воздуха
  • показатели с лямбда-зонда
  • положение, угол поворота и частота вращения коленчатого вала
  • сигналы о неровности на дорогах
  • положение распредвала
  • детонация двигателя
  • температура жидкости для охлаждения
  • контроль давления во впускном коллекторе
  • контроль положения дроссельной заслонки.

В каждом блоке электронного управления имеется блок памяти. В него записываются все ошибки в работе. Благодаря этому можно выявить причину многих неисправностей.

Причины и симптомы неисправностей ЭБУ

Перенастройка ЭБУ позволяет получить прибавку к мощности без потерь ресурсности. Хороший специалист может перепрошить систему всего за несколько часов. Для этого нужно корректно считать программное обеспечение и перепрограммировать систему. Как же понять, что ЭБУ вышел из строя.

  • происходят скачки напряжения борт сети
  • следствие механического повреждения (ДТП, перегоревшие проводники или микросхемы)
  • появляется чрезмерная вибрация (например, частая езда на плохих дорогах)
  • попадание в систему влаги или технических жидкостей
  • неправильная полярность во время подключения к аккумулятору
  • блок не реагирует на сигналы с лямбда-зонда
  • поломка в высоковольтной части системы зажигания (провода, катушки зажигания, распределитель)
  • неквалифицированная перепрошивка

Опытный мастер проводит полную диагностику работы ЭБУ, сверяется с таблицами значимости каждого компонента, и только потом приступает к возможности устранить неполадки. Если этого не сделать, это может повлечь за собой потерю качественного исполнения других функций.

Как видите, электронный блок управления поистине является мозгами двигателя и осуществляет ключевые процессы функционирования всей системы. Поэтому, как только появились первые признаки поломки ЭБУ, отправляйтесь в сервисный центр.

Сотрудники сервисных центров Сервис Газ — Установка газобаллонного оборудования в Одессе, Николаеве — рекомендуют вовремя проходить техническое обслуживание.

Мозг автомобильного двигателя: PCM (модуль управления трансмиссией)

Модуль управления силовым агрегатом (PCM), также известный как блок управления двигателем (ECU) или модуль (ECM), представляет собой электронное устройство, которое регулирует многие важные функции автомобиля и оказывает непосредственное влияние на его работу. Большинство производителей автомобилей начали включать PCM в 1980-х годах, и с годами компьютерная система стала стандартизированной.
Этот PCM состоит из электроники, которая спроектирована на многослойной печатной плате.Это мощный компьютер, который часто называют мозгом системы управления двигателем, поскольку он управляет многими различными системами автомобиля, такими как зажигание двигателя, впрыск топлива и системы выбросов, а также работа автоматической коробки передач. трансмиссия и антиблокировочная система. Существует два режима работы компьютера — разомкнутый цикл и замкнутый цикл. Открытый контур работает по заданной программе и используется, когда двигатель холодный, в то время как замкнутый контур работает с использованием различных датчиков и возникает, когда двигатель прогрет до рабочей температуры.
Модуль управления силовым агрегатом (PCM) выполняет множество функций в вашем автомобиле. Он принимает информацию от различных датчиков двигателя и на основе этой информации, которая запрограммирована в его памяти, PCM генерирует выходные сигналы для управления реле, исполнительными механизмами и соленоидами. С другой стороны, он отправляет команду топливным форсункам, которые дозируют соответствующее количество топлива. Одним словом, на протяжении всей поездки PCM автоматически определяет и компенсирует любые изменения высоты, чтобы контролировать общее состояние автомобиля.
Здесь мы возьмем одну из его функций — управление опережением зажигания для конкретного пояснения. Момент зажигания — это схема искр, выдаваемых свечами зажигания для воспламенения топливно-воздушной смеси в каждом цилиндре двигателя. Этот шаблон можно настроить для ускорения или замедления цикла в зависимости от условий в двигателе, таких как число оборотов в минуту (об / мин), то есть скорость работы двигателя. Модуль помогает синхронизировать угол опережения зажигания с числом оборотов.
Вы можете рассматривать PCM как небольшой компьютер, который следит за правильной работой двигателя для общего понимания.Однако у него есть некоторые факторы, которые отличают его от обычных ноутбуков или настольных компьютеров. Во-первых, PCM на самом деле является тем, что мы называем системой на кристалле. Все части вычислительной системы, такие как процессор, память и поддерживающие периферийные устройства, сделаны достаточно маленькими, чтобы их можно было смонтировать на одной крошечной печатной плате или микросхеме. Во-вторых, PCM выполняет работу, повторяя один и тот же набор функций, в то время как компьютеры общего назначения выполняют множество задач, направленных на разные функции. В-третьих, PCM работает в режиме реального времени, его сбой может привести к серьезным проблемам, поскольку он отвечает за управление несколькими критическими процессами в двигателе автомобиля, в то время как такие сбои в компьютерах общего назначения редко приводят к плохим последствиям.
Модуль управления силовым агрегатом (PCM) расположен в разных местах в зависимости от автомобиля. На некоторых автомобилях его можно найти в моторном отсеке рядом с брандмауэром. На других он может быть расположен на приборной панели автомобиля, спрятан за другими компонентами или под ними, или скрыт за консолью или системой климат-контроля. Кроме того, его также можно найти под сиденьем. В этом случае сиденье необходимо сначала снять, чтобы получить доступ к PCM.

Что происходит с мозгом в автокатастрофе

Анимированное объяснение травмы замедления от черепно-мозговой травмы.

Во время внезапного замедления, как показано в начале анимационных последовательностей, мозг сильно ударяется о внутреннюю поверхность черепа два раза — сначала, когда голова сталкивается с подушкой безопасности или иным образом останавливает свое движение вперед и начинает свое немедленное движение. , быстрое, резкое изменение направления движения, и второе, когда голова ударяется о подголовник и повторяется немедленное, быстрое, резкое изменение направления движения. Наблюдая за столкновением с точки зрения, которая следует за движением головы, можно оценить деформацию мозга, поскольку он сильно ударяется о переднюю и заднюю части черепа.Когда удары мозга о череп просматриваются в замедленном темпе, можно наблюдать ударные волны, которые проходят через мозг во время ударов. Тщательный осмотр области внешней поверхности мозга и внутренней поверхности черепа во время первоначального удара показывает, что мягкий, хрупкий мозг царапается о твердые, зазубренные внутренние поверхности черепа, создавая силы сдвига. Поскольку серое вещество, состоящее из тел клеток, и белое вещество, состоящее из аксонов, имеют две разные плотности, силы сдвига создают плоскость расщепления, где происходит множество повреждений аксонов.Аксоны могут быть полностью разорваны, частично разорваны или оторваны от своих связей с другими клетками. Могут быть разорваны тысячи или даже миллионы разрозненных аксонов, но если не разорваны некоторые из более крупных и эластичных артерий, кровотечения не возникает. Традиционные визуализирующие исследования, такие как КТ или МРТ, недостаточно чувствительны для выявления повреждений отдельных аксонов или даже относительно больших групп повреждений аксонов. КТ и МРТ предназначены для выявления очагов кровотечения. Если кровеносный сосуд или несколько сосудов не разорваны, вызывая относительно большое кровотечение, эти исследования не могут продемонстрировать каких-либо результатов, которые указывали бы на наличие множественных, распространенных и микроскопических повреждений аксонов, которые могут привести к разрушительным нейропсихологическим нарушениям.В ситуациях, когда задействованные силы достаточно сильны, чтобы привести к повреждению кровеносных сосудов, повреждения аксонов еще более серьезны. Повреждение одного или нескольких кровеносных сосудов приводит к выбросу эритроцитов в окружающие ткани головного мозга. КТ и МРТ предназначены для обнаружения крови или, по прошествии времени, остатков крови, называемых гемосидеринами. Большое количество эритроцитов должно кровоточить из кровеносного сосуда или кровеносных сосудов, чтобы их можно было обнаружить на КТ или МРТ. Если происходит даже одно небольшое кровоизлияние, которое можно обнаружить, это указывает на то, что, вероятно, существует огромное количество связанных повреждений аксонов, которые не отображаются на сканировании.

Опубликовано на BrainLine 15 декабря 2008 г.

© Medivisuals. ТОЛЬКО для отображения на веб-сайте BrainLine.org. Разрешение на использование в судебных разбирательствах можно получить, связавшись с Medivisuals.com.

Система Nissan ‘B2V’ позволяет управлять автомобилем с помощью мозговых волн

Беспилотные автомобили могут быть нашим будущим, но это не означает, что автопроизводители отвернулись от автомобилистов из плоти и крови. Теперь Nissan разработал технологию, призванную сделать вождение более увлекательным для людей за рулем: систему «декодирования мозга», которая дает автомобилям возможность предвидеть действия водителя — нажать на тормоз, газ или повернуть — а затем инициировать действие до того, как он это сделает.

Система, получившая название «Мозг в автомобиль» или «B2V», использует усеянную электродами тюбетейку для захвата активности мозга водителя и искусственный интеллект для ее интерпретации.

B2V обнаруживает сигналы мозга, которые вызывают движение рук или ног водителя за мгновение до начала движения. Таким образом, время реакции сокращается на целых полсекунды, говорится в письменном заявлении компании. Водитель крутит руль и нажимает на педали, как обычно, но с повышенной ловкостью и контролем.

«Когда большинство людей думают об автономном вождении, у них возникает очень безличное видение будущего, в котором люди передают контроль машинам», — сказал Даниэле Скиллачи, исполнительный вице-президент Nissan, добавив, что «технология B2V делает наоборот».

B2V использует тюбетейку с электродами для мониторинга мозговой активности водителя, а затем анализирует ее, чтобы заставить автомобиль начать поворачивать, ускоряться или замедляться. Nissan

Когда автомобиль находится в режиме автономного вождения, та же система может следить за водителем на предмет признаков дискомфорта и принимать корректирующие меры.Например, если ему или ей слишком жарко, система может включить кондиционер и изменить положение вентиляционных отверстий.

Звучит здорово, но у некоторых экспертов есть сомнения — особенно по поводу крышки.

Связанные

«Все, что требует от водителя ношения датчика любого типа, будет считаться навязчивым», — сказал в электронном письме NBC News MACH доктор Джим Сэйер, директор Института транспортных исследований Мичиганского университета. «Я думаю, что некоторые водители также могут задаться вопросом, какие еще мысли отслеживаются.Поэтому я не слишком уверен в практической целесообразности внедрения этой технологии».

Сэйер спросил, что будет делать система, если водитель решит сделать что-то небезопасное или опрометчивое — например, постучит по бамперу впереди идущего автомобиля, чтобы зарегистрировать «Будет ли система действовать в соответствии с такими мыслями или только с «законными» и безопасными?», — сказал он. задавался вопросом о способности системы точно определять соответствующую активность мозга.

«Мозг используется для самых разных целей, поэтому часто бывает сложно отделить нужный сигнал от «шума» другой мозговой активности», — сказал он в электронном письме MACH. Гердес, директор университетского Центра автомобильных исследований, добавил, что это представляет собой «сложную проблему».

Потребители смогут лично убедиться, что система работает так, как заявлено. Nissan планирует использовать симулятор вождения для демонстрации B2V на выставке Consumer Electronics Show, которая пройдет на следующей неделе в Лас-Вегасе.

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА NBC NEWS MACH НА TWITTER, FACEBOOK И INSTAGRAM.

Дэвид Фриман

Дэвид Фриман — главный редактор NBC News MACH. С ним можно связаться по адресу [email protected] @davyfreeman

General Motors разрабатывает новую «мозговую и нервную систему» ​​для своих автомобилей

Увеличить / Изображение нового Cadillac CT5 с электрическими системами, выделенными бирюзовым цветом.

Дженерал Моторс

Распространенная критика все более цифровой природы новых легковых и грузовых автомобилей заключается в том, что все эти новые функции внедряются в системы, которые не были разработаны с учетом таких функций, как возможность подключения.Вездесущая шина локальной сети контроллеров (CANbus) впервые появилась в новых автомобилях в 1991 году, задолго до того, как кто-то подумал, что подключение каждого нового автомобиля к Интернету — хорошая идея. С этой целью в понедельник General Motors представила совершенно новую архитектуру платформы, разработанную с учетом потребностей перспективных подключенных автономных электромобилей. «Это мозг и нервная система автомобилей, и он в пять раз более эффективен, чем тот, который используется в современных автомобилях», — сказал Эл Адамс, директор GM по электрической архитектуре и технологиям.

Адамс имеет в виду тот факт, что новая электронная платформа может обрабатывать до 4,5 ТБ в час. Одной из особенностей новой электронной платформы является поддержка гораздо более высокой пропускной способности, что означает компонентные соединения со скоростями 100 Мбит/с, 1 Гбит/с и 10 Гбит/с. Некоторые из них будут полезны для включения передовых систем помощи водителю (ADAS), и Адамс сказал, что новая электронная архитектура ускорит развертывание впечатляющего пакета помощи водителю «Super Cruise» от GM во всей линейке автопроизводителей.Это также позволит использовать дисплеи с более высоким разрешением в автомобиле, будь то основной дисплей приборов перед водителем или информационно-развлекательные экраны HD для пассажиров.

Реклама

Система была разработана с учетом беспроводных обновлений, часто запрашиваемой функции теперь, когда Tesla доказала свою идею. «Почти все модули в системе могут обновляться по воздуху», — пояснил Адамс. «Интерфейс очень похож на смартфон и позволяет нам изменить характер автомобиля.»

Да, о хакерах думали

Эта аудитория будет особенно рада услышать, что GM заявляет, что кибербезопасность была заложена с самого начала. «Киберзащита имеет первостепенное значение для GM и является необходимым условием для входа в это пространство. Мы сравнивали показатели оборонного и авиационного секторов», — сказал мне Адамс. На самом деле компания применила довольно активный подход к кибербезопасности; В дополнение к внутренней красной команде он также использует сторонние пен-тестеры и сообщество Hacker One для поиска программных эксплойтов, и устранение этих эксплойтов имеет такой же приоритет, как и любая другая проблема, связанная с безопасностью автомобиля.«Например, новая платформа включает в себя аутентификацию сообщений. Когда разные модули внутри автомобиля обмениваются данными, приемник и передатчик используют защитное рукопожатие, используемое для каждой части защищенных данных. Прежде чем использовать данные из передающего модуля, каждая сторона выполняет аутентификацию. рукопожатие», — сказал Адамс.

«Невозможно переоценить решающую роль программного обеспечения и его важность для наших автомобилей как сейчас, так и в будущем», — заявил президент GM Марк Ройсс.«Наша новая цифровая автомобильная платформа и ее возможные преемники будут лежать в основе всех наших будущих инноваций в широком спектре технологических достижений, включая электромобили и расширенное автоматизированное вождение».

Новая электронная платформа дебютирует в новом седане Cadillac CT5, производство которого начнется в этом году, и будет использоваться во всех новых автомобилях GM в будущем. Кроме того, текущие линейки автомобилей GM, которые проходят серьезное обновление в середине срока службы, которое обычно происходит после того, как автомобиль продается около четырех лет, также должны получить модернизированную электронику.

Модуль управления двигателем | ЕСМ | Мозг вашего автомобиля

Что такое модуль управления двигателем (ECM)?

Если бы у вашей машины был мозг, им был бы ECM.

Модуль управления двигателем (ECM), также известный как блок управления двигателем (ECU) или модуль управления трансмиссией (PCM), является одним из наиболее важных компонентов современных автомобилей. Эта часть оборудования, по сути, действует как основная компьютерная система для многих систем работы двигателя и управляемости автомобиля.Различные датчики в двигателе передают информацию в ECM, и эта информация используется для расчета и настройки искры двигателя и топлива для достижения максимальной эффективности и мощности. С точки зрения непрофессионала, если бы у вашей машины был мозг — это был бы он.

Этот маленький огонек может означать большие неприятности.

Поскольку ECM является таким важным элементом оборудования, когда он начинает выходить из строя, автомобиль может вообще стать непригодным для вождения. Когда возникают проблемы с ECM, есть несколько основных признаков, которые предупреждают вас о ситуации.

Признаки неисправности ECM

Горит индикатор Check Engine

Индикатор проверки двигателя не сразу указывает на проблему с ECM, но всегда указывает на проблему с двигателем. Иногда этот индикатор может загораться, когда проблем нет, но простой тест определит, какие коды ошибок выдаются. Механик сможет сказать вам, есть ли проблема с вашим ECM или другим компонентом.

Двигатель глохнет или дает пропуски зажигания

Неустойчивое поведение двигателя является еще одним распространенным признаком неисправного или неисправного ECM.Неисправный компьютер также может быть причиной остановки двигателя или пропусков зажигания, хотя это имеет тенденцию быть более прерывистым. Эти симптомы могут появляться и исчезать, и может показаться, что их тяжесть или частота не имеют закономерностей.

Проблемы с работой двигателя

Когда ECM неисправен или выходит из строя, он сбрасывает синхронизацию топливных настроек двигателя. Вы можете заметить необъяснимое снижение эффективности использования топлива или почувствовать, что ваш автомобиль с трудом переключается. Любое внезапное изменение характеристик вашего автомобиля является достаточной причиной для поиска источника проблемы.

Связанный : Что такое диагностика автомобиля и что они делают?

Автомобиль не заводится

Другим распространенным признаком неисправного или неисправного ECM является автомобиль, который не заводится или с трудом заводится. Если ECM полностью выйдет из строя, ваш автомобиль останется без системы управления двигателем и, как следствие, не заведется. Двигатель может запуститься, но не запустится без жизненно важных данных с компьютера.

Связанный : Что в настройке?

Что делать, если вы считаете, что ECM неисправен

Другие системы могут вызывать более серьезные проблемы, требующие расследования.

Проверьте свою машину у опытного механика.

«Смотрите, это ЕСМ».

Важно отметить, что все эти симптомы могут быть симптомами сбоев других систем или проблем с вашим автомобилем. Но, поскольку ECM играет такую ​​жизненно важную роль в характеристиках автомобиля, любые возникающие проблемы могут иметь катастрофические последствия для двигателя. Компьютерные системы, используемые в современных автомобилях, чрезвычайно сложны, изощренны и запутаны, что затрудняет диагностику и устранение неполадок, связанных с компьютером.

Если вы подозреваете, что ваш ECM является источником ваших беспокойств, вы должны проверить автомобиль с помощью обученного специалиста. Выявление этой проблемы на ранней стадии может сэкономить много денег и стресса. Замена этой детали может потребовать больших затрат, но, к счастью, во многих случаях ECM можно отремонтировать или перепрограммировать. Это избавит вас от необходимости полной замены детали.

В AAMCO Colorado мы хотим помочь! Если ваш автомобиль испытывает какие-либо из симптомов, отмеченных выше, вы можете опередить ситуацию, выявив проблемы на ранней стадии и устранив их.Запишитесь на прием в местный центр технического обслуживания и ремонта автомобилей Colorado AAMCO уже сегодня.

 

Мозговые деформации при испытаниях на удар транспортных средств

Abstract

Целью данного исследования было использование данных испытаний на удар транспортных средств и параметрического анализа конечных элементов для изучения вклада поступательных ускорений (TransAcc) и вращательных ускорений (RotAcc) в голову, вызванную деформацией. травмы. Данные об ускорении были получены из 33 бесконтактных краш-тестов транспортных средств, проведенных Министерством транспорта США, Национальным управлением безопасности дорожного движения.Модель конечно-элементной головы человека была испытана с использованием ускорений головы от набора из девяти акселерометров, помещенных внутри манекена водителя в этих тестах. Были параметризованы три сценария: как TransAcc, так и RotAcc, только TransAcc и только RotAcc, чтобы продемонстрировать вклад этих ускорений в повреждение головного мозга. Были сопоставлены данные о деформации головного мозга при множественных элементах, кумулятивном повреждении от деформации, повреждении при дилатации и относительном повреждении при движении. Вращательные ускорения способствовали более чем 80% напряжения мозга.Другие показатели травм также подтверждают этот вывод. Эти результаты не зависели от режима аварии, пиковой амплитуды поступательного ускорения (от 29 до 120 g), пиковой амплитуды вращательного ускорения (от 1,3 до 9,4 крад/с 2 ) или HIC (68-778). Вращательные ускорения, по-видимому, были основной причиной травм головного мозга, вызванных перенапряжением.

Автокатастрофы являются основной причиной смерти от травм в Соединенных Штатах. При таких авариях TransAcc и RotAcc головы могут привести к черепно-мозговой травме (ЧМТ), когда ткань мозга испытывает чрезмерные напряжения [1–9].Тип удара (лобовой, боковой и жесткий столб), а также уровень и продолжительность импульсов ускорения в условиях дорожно-транспортного происшествия играют роль в связи между ускорением головы и ЧМТ. Несмотря на это признание, неясно, какое ускорение является основной причиной ЧМТ, а действующий стандарт дорожно-транспортных происшествий не требует сбора RotAcc при испытаниях на боковой удар. Моделирование методом конечных элементов является мощным инструментом для изучения напряжения мозга на тканевом уровне при глобальном ускорении головы [10–12]. Текущее исследование с использованием параметризованного подхода к моделированию методом конечных элементов направлено на определение того, какое ускорение является основным фактором деформации головного мозга, и его следует измерять во время краш-тестов, чтобы обеспечить лучшую оценку потенциала травм головного мозга.

МЕТОДЫ

Результаты испытаний на лобовое столкновение для программы оценки новых автомобилей (NCAP) были получены из базы данных краш-тестов транспортных средств Национальной администрации безопасности дорожного движения США (NHTSA). Испытания на боковой удар (испытания на боковой удар на высокой скорости NCAP и испытания на боковой удар с жесткой опорой) также были получены из той же базы данных. Мужской манекен среднего размера Hybrid III использовался на сиденье водителя при испытаниях на лобовой удар. В испытаниях на боковой удар на водительском сиденье использовался манекен Евросид-2.И манекены Hybrid III, и Eurosid-2 включали в себя гибридную головку III с комплектом из девяти акселерометров (NAP). Программное обеспечение Simulated Injury Monitor (SIMon), разработанное NHTSA, использовалось для расчета центра тяжести головы (CG) TransAcc и RotAcc по данным NAP. Программное обеспечение использует линейные ускорения от NAP и преобразует их в головные CG TransAcc и RotAcc. Модель конечно-элементной головы человека (FEHM) включена в SIMon. Модуль FEHM использует TransAcc и RotAcc головы в качестве инерционных нагрузок и вычисляет распределение деформации в головном мозге.Также были рассчитаны показатели черепно-мозговой травмы. Для каждого теста моделировались три сценария. В случае T+R модуль FEHM тестировался в сочетании TransAcc и RotAcc, имитируя фактические ускорения головы в тесте. В случае R RotAcc применялся с TransAcc, установленным на ноль. В случае T TransAcc применялся с нулевым значением RotAcc. Истории деформации были получены от четырех элементов в средней сагиттальной плоскости при испытаниях на лобовой удар и от четырех элементов в средней коронарной плоскости при испытаниях на боковой удар (1).Пиковые напряжения мозга в случае R и случае T были разделены на пиковые напряжения в случае T + R для одного и того же элемента и выражены в процентах «относительные уровни напряжения». Из модели для всех трех случаев были получены кумулятивная мера повреждения от деформации (CSDM) при 15% деформации, мера дилатационного повреждения (DDM) и мера повреждения относительного движения (RMDM).

Элементы модели SIMon для вывода деформации.

Слева: испытания на лобовой удар. Справа: испытания на боковой удар.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В исследовании использовались данные 33 тестов со значениями HIC менее 1000.Было проведено 13 испытаний на лобовой и 20 боковых ударов. Тесты с контактным ударом головой и HIC более 1000 были исключены из текущего исследования. Пиковые результирующие значения TransAcc, пиковые результирующие значения RotAcc и HIC из 33 тестов показаны на рис. Номера тестов расположены в порядке возрастания значений HIC.

Пиковый результирующий TransAcc, пиковый результирующий RotAcc и HIC при испытаниях на лобовой и боковой удары.

При испытаниях на лобовой удар вращательные ускорения варьировались от 1,34 до 5,71 крад/с 2 при среднем значении 2.59 крад/с 2 , а поступательные ускорения варьировались от 41,9 до 71,4 g при среднем значении 53,6 g. Значения HIC варьировались от 249 до 778 при среднем значении 455. В испытаниях на боковой удар вращательные ускорения варьировались от 2,07 до 9,43 крад/с 2 при среднем значении 4,84 крад/с 2 , а поступательные ускорения варьировались от 28,9 до 119,6 г при среднем весе 58,7 г. Значения HIC варьировались от 68 до 670, в среднем 256. По сравнению с испытаниями на боковой удар средний показатель TransAcc был ниже при испытаниях на лобовой удар.Среднее значение RotAcc при лобовом столкновении было примерно вдвое меньше, чем при боковом ударе. Однако значения HIC при испытаниях на лобовой удар были значительно выше, чем при испытаниях на боковой удар, поскольку продолжительность импульсов ускорения обычно была больше, чем при испытаниях на боковой удар.

Параметрический подход был использован для определения влияния TransAcc и RotAcc на деформации головного мозга. SIMon FEHM, используемый в текущем исследовании, был первоначально разработан DiMasi et al., а затем улучшен Bandak et al.и Такхунтс и др. [13–16]. Модель включала ригидный череп, слой твердой мозговой оболочки, головной мозг, серп большого мозга и соединительные вены, всего 8290 узлов и 5900 элементов. Модель была подтверждена экспериментальными данными на трупах и животных [13, 15, 16]. Модель меньшего размера подходила для параметрических исследований [17]. Максимальное основное напряжение в головном мозге было выбрано в качестве индикатора повреждения на уровне тканей. Элементы, выбранные для выходной деформации, были выбраны в плоскости, перпендикулярной главной оси вращения, где возникали максимальные деформации.Средние напряжения головного мозга от четырех элементов головного мозга () показаны для лобовых и боковых ударов.

Среднее напряжение мозга при лобовом и боковом ударах.

В тестах на лобовое столкновение средние пиковые нагрузки на мозг были выше в BrainFront (13,7%) и BrainBack (13,8%). Мозговые деформации были самыми низкими в BrainCenter (6,1%), а BrainVertex показал уровень деформации 8,9%. Штаммы мозга в BrainFront и BrainBack примерно в два раза превышали штаммы в BrainCenter.В испытаниях на боковой удар напряжения головного мозга были примерно на одном уровне по всем четырем элементам. Среднее пиковое количество мозгов составило 6,2% в BrainLeft, 6,5% в BrainRight, 5,9% в BrainBottom и 6,6% в ByFalx. Средние пиковые нагрузки головного мозга при лобовом столкновении были систематически больше, чем при боковом ударе, независимо от более высоких значений HIC в лобовых испытаниях.

В дополнение к воспроизведению ускорения головы в модели, RotAcc и TransAcc головы применялись отдельно (случай R и случай T) к SIMon HFEM для определения их вклада в нагрузку на мозг.«Относительный уровень деформации» для случая R и случая T представлен на . В лобных тестах уровни относительной деформации в случае R составляли от 94 до 110 % при среднем значении 99,97 % и от 1,7 до 8,7 % в случае T при среднем значении 3,88 %. В испытаниях на боковой удар уровни относительной деформации в случае R составляли от 84 до 102 % при среднем значении 98,0 % и от 2,6 до 12,3 % при среднем значении 6,6 % в случае T. Как при лобовом, так и при боковом столкновении деформации головного мозга в случае R были примерно на том же уровне, что и комбинированная ускоряющая нагрузка (случай T+R), тогда как напряжение мозга в случае T было минимальным по сравнению со случаем T+R.Этот вывод не изменился с увеличением RotAcc или TransAcc для обоих типов испытаний (), хотя относительные уровни напряжения мозга имели большие различия в испытаниях на боковой удар. Эти результаты показали, что RotAcc был основным фактором деформации мозга.

Уровень относительной деформации головного мозга при лобовом и боковом ударах.

CSDM

Выбранные четыре элемента в средней сагиттальной плоскости для лобовых ударов и в средней коронарной плоскости для боковых ударов количественно определяли относительные уровни деформации в этих выбранных элементах.Чтобы количественно оценить тяжесть повреждения всего головного мозга, в случае R и случае T была определена кумулятивная мера повреждения от деформации (CSDM) при пороге деформации 15% и по сравнению с случаем T + R (). Метрика CSDM была введена как эквивалент диффузных повреждений аксонов (DAI) [14]. Он учитывал накопленную объемную долю мозговой ткани, которая испытала деформации растяжения выше заданного критического уровня. Эксперименты на животных выявили отек аксонов и полную потерю аксонального транспорта, начиная с уровня деформации 10-15% [18].Другие исследования выявили потерю аксонального транспорта при уровне деформации 15% и 18% [19, 20]. CSDM 15% был выбран, потому что литература показала, что порог деформации 15% лучше всего коррелирует с DAI [16]. Уровень CSDM, соответствующий 50%-ной вероятности сотрясения мозга, был установлен, когда 55% объема головного мозга испытывали 15%-й уровень напряжения [16]. Все лобные тесты были ниже 10% объема, и только два теста составляли примерно 20% объема ().

Сравнение CSDM 15% в случае T+R, случае R и случае T при испытаниях на лобовой и боковой удар.

Значения CSDM в тестах на боковой удар были выше по сравнению с лобовыми тестами с двумя тестами с объемом выше 30% и тремя тестами с объемом от 10 до 20%, хотя усредненные пиковые напряжения мозга в тестах на боковой удар были меньше, чем при лобовом ударе (). Сравнивали результаты CSDM для случая T+R, случая R и случая T (). CSDM для случая T был почти нулевым во всех тестах, в то время как результаты CSDM для случая R были примерно такими же, как для случая T+R. Эти результаты показали, что RotAcc был основным фактором кумулятивного повреждения головного мозга в дополнение к перенапряжению мозга.

DDM

Этот показатель коррелирует с ушибом головного мозга. На его долю приходится общий объем головного мозга, который испытывает отрицательное давление в 100 кПа и более. Эксперименты на физической модели показали, что удары весом более 150 г могут вызвать испарение, а удары весом более 350 г могут привести к сильному схлопыванию полости [21, 22]. Логистическая регрессия, основанная на животных и физических моделях, показала, что 50% вероятность контузии соответствует 7,2% объема мозговой ткани, испытывающей давление -100 кПа, т.е.д., ДДМ 7,2% [16].

DDM во всех тестах были менее 0,25%, что свидетельствует о низкой вероятности локального ушиба головного мозга. Было интересно отметить, что DDM в случае R аппроксимировал DDM в случае T+R, а случай T был минимальным по сравнению со случаем T+R, хотя считалось, что мозговое давление коррелирует с поступательным ускорением, возможно, потому, что поступательные ускорения в этих случаях были относительно мало по сравнению с ускорениями, необходимыми для возникновения кавитационного эффекта. Вклад TransAcc в DDM может стать более значительным по мере роста TransAcc.

RMDM

Эта мера использовалась для оценки травм, вызванных относительным движением мозга по отношению к внутренней поверхности черепа, как коррелят острой субдуральной гематомы. Потенциал отказа мостиковой вены определяли путем расчета отношения текущей деформации вены к порогу Левенгильма при текущей скорости деформации вены.

Значение RMDM, равное 1,0, связано с 50% вероятностью отказа вены [16]. Большинство испытаний на лобовое столкновение имели значения RMDM около 0.5, за исключением двух тестов, где RMDM были равны 1,2 и 1,0. Почти все тесты на боковой удар имели RMDM выше 1,0, за исключением одного со значением 0,8, что указывает на высокую вероятность повреждения мозговой вены при боковом ударе. Подобно результатам CSDM, RMDM в случае R был примерно таким же, как в случае T+R, что указывает на то, что RotAcc был основным механизмом повреждения для относительного движения в мозге и недостаточности соединительной вены. Однако TransAcc также внесла значительный вклад в RMDM. Один случай T (№ 3875) в испытаниях на боковой удар имел RMDM больше 1.3, что указывает на возможность отказа мостиковой вены только с помощью TransAcc.

ВЫВОДЫ

С помощью параметрического анализа, контролируемых краш-тестов транспортных средств в различных режимах и соответствующих приборов с манекеном-водителем в этом исследовании была определена роль поступательного и вращательного ускорений в показателях повреждения головного мозга. Вращательные ускорения способствовали более чем 80% напряжения мозга. Результаты с использованием данных CSDM и RMDM также подтвердили этот вывод. Эти данные не зависели от режима столкновения (лобовой или боковой удар), пиковой амплитуды поступательного ускорения (от 29 до 120 g), пиковой амплитуды вращательного ускорения (2.от 1 до 9,4 крад/с 2 ) или значение HIC (68-670). Вращательные ускорения, по-видимому, являются основной причиной травм головного мозга, вызванных перенапряжением, и, следовательно, вращательные ускорения должны быть определены количественно для улучшения оценки травмы.

Глаз, Мозг и Авто | Генри Форд Здоровье

10-й Всемирный исследовательский конгресс по зрению и вождению и влиянию технологий автономных транспортных средств на здравоохранение

30 октября — 1 ноября 2022 г.

Форма подачи тезисов

Гибридное мероприятие (лично и виртуально)

2020 Виртуальные презентации

Книга программ на 2020 год

 

Сосредоточение внимания на влиянии передовых технологий автономных транспортных средств на здравоохранение

Целевая аудитория:

От автомобильного/транспортного сообщества:
  • Эксперты по искусственному интеллекту/машинному обучению
  • Автоматизированные, подключенные, электрические и общие инженеры и проектировщики (ACES)
  • Автомобильные дизайнеры (интерьер и экстерьер)
  • Эксперты по дизайн-мышлению
  • Инженеры и исследователи
  • Разработчики иммерсивной, виртуальной и дополненной реальности
  • Дизайнеры приборных панелей
  • Военные планировщики
  • Эксперты по мобильности
  • Системные инженеры
  • Эксперты по телематике
  • Дизайнеры взаимодействия с пользователем
От медицинского сообщества:
  • Исследователи когнитивных наук
  • Врачи скорой помощи
  • Гериатрические врачи и клиницисты
  • Неврологи
  • Офтальмологи
  • Социальные психологи
  • Хирурги-травматологи
  • Визуальные физиологи
  • Ученые-визуальные исследователи
От заинтересованных лиц:
  • Сообщество слепых
  • Заинтересованная публика
  • Журналисты
  • Пресс
  • Венчурные капиталисты

Цели Конгресса:

По окончании двухдневного Всемирного конгресса участники будут:

  • Иметь более четкое представление о прогрессе, достигнутом в разработке автономных транспортных средств 
  • Понять роль, которую зрение и познание пользователя будут играть в путешествии, начиная от отсутствия технологии помощи водителю и заканчивая полной автономией, т.е.е. S.A.E.* От нуля до пятого уровня.
  • Лучше оцените вклад, который технология, обеспечивающая автономную мобильность, внесет в здравоохранение.
  • Подумайте лучше, как вселенная здравоохранения поместится в автомобильной промышленности.
  • Оцените потенциал, который управление большими данными и прорывные ИТ-технологии, развивающиеся в транспортной отрасли, могут иметь в здравоохранении и благополучии
  • Проанализировали прогресс в области человеко-машинного интерфейса в автомобильном транспорте и роли, которые зрение и познание будут играть в этой быстро развивающейся области

Адресованные вопросы:

  • Как медики и визуальные ученые могут сыграть роль в человеческом факторе и проблемах проектирования автомобилей?
  • Как революция в области транспорта влияет на медицину человека?
  • Могут ли данные датчиков или изменения характеристик вождения указывать на возможные проблемы со здоровьем?
  • Какую роль эта демократизация транспорта сыграет в медицине и реабилитации человека?
  • Как должны быть модифицированы эти транспортные средства для слепых и/или людей с ограниченными физическими возможностями?
  • Могут ли врачи определить изменения конструкции полуавтономных систем в ответ на известные медицинские проблемы?

2022 Сторонники

Подпись спонсора

Фонд дегенерации желтого пятна

Спонсор постерной сессии

 Семья Билла и Хэппи Рэндс  
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.