“话”科创||“挑战杯”荣获省级特等奖

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近日，由共青团河北省委、河北省教育厅、河北省科学技术协会、河北省社会科学院、河北省学生联合会主办的2023年“挑战杯”河北省大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛在河北工业大学落下帷幕。来自电气工程学院的《基于智能感知与协同控制技术的空气悬浮治疗系统》项目在本次竞赛中荣获河北省特等奖。

团队成员:冯际轩、方昌泰、高鑫伟、乔佳越、孙红刚、袁世鑫、傅康、胡旭东

指导教师:张岩、吴莎、丁鑫

“基于智能感知与协同控制技术的空气悬浮治疗系统”项目，通过对防褥疮床垫的革新升级，创新利用智能感知、协同控制等技术实现了空气悬浮治疗，最终实现了定时定频翻身悬浮按摩、多体位适压调节、叩击排痰高频振动按摩、表面气体主动循环功能、一键CPR (心脏复苏)功能、转运模式等诸多功能。

成功探寻出一种对瘫痪、昏迷、骨折牵引、严重烧伤、重大手术后的患者的更好处置护理方法，有利于提升患者舒适度、提高护理效率、节约医疗资源。

备赛期间，团队成员在老师的指导下不断改进完善作品，一遍又一遍打磨PPT及发言稿，一次又一次练习答辩路演，用实际行动诠释了“挑战杯”中的“挑战”的意义。

作品简介

随着社会老龄化速度急进，国家对医疗卫生服务不断重视。本作品通过将防褥疮床垫进行结构和性能的优化设计，提升了防褥疮效果，又整合了针对呼吸系统的辅助护理功能。同时将产品进行智能化设计，达到大大提升患者舒适度，提高护理效率、节约医护资源等目的。

本系统具有以下突出创新优势：

1.智能感知:

智能感知身体各位置重量压力参数，通过控制鼓风机将气垫气囊充气到符合患者体重的压力的标准；

通过智能感知姿态停留时间，控制定时定频翻身；

通过温湿度传感器传递的数据智能感知皮肤表面汗液程度,进而控制低漏气模块保持烧伤患者皮肤表面干燥；

针对老年人行动不便等缺陷，配备智能感知语音识别感知控制指令。

2.协同控制:

通过控制三通充气阀的充气量，使其周期性变化，实现循环波动，达到舒适睡眠功能；

通过监测数据，控制送风，进而控制气囊来实现智能翻身;

通过低漏气功能，保持患者皮肤干燥；

通过控制鼓风机的高速充放气来改变压力实现叩击排痰功能，起到辅助治疗的作用。

加装气垫支撑，减少皮肤压力。

3.空气悬浮：

通过患者身高体重的数据，智能设定好首次的气囊压力；

利用气囊压力的变化，对患者皮肤起到交替减压和悬浮功能；

通过循环波动、最大充气和放气，单数和双数气囊交替工作，达到轻抚患者的功能；

加大气囊漏气量和交替压力可以实现空气悬浮功能，可用于烧伤科的治疗；

设计为气囊和模块一体化，可替换现有的重症监护床，并且可以随床实现基本的治疗体位。

先进性:

1.更加智能、便捷、多重智能感知。通过多体位的压力传感器感知，通过控制支撑气囊充气到符合患者体重的压力的标准。智能感知不同体态维持时间，协同控制定时定频翻身；感知皮肤潮湿度，进而控制他漏气模块保持烧伤患者皮肤表面干燥。针对老年人行动不便等缺陷，感知语音识别感知控制指令。

2.性能稳定、操作智能便捷、功能多样化。能在有效的满足护理需求的基础上，保障使用者的安全。本作品具有悬浮按摩、舒适睡眠和定时定频翻身、具有叩击排痰、表面气体主动循环、多体位适压调节、一键 CPR (心脏复苏)、转运专用模式等诸多功能。可降低护理人员的工作强度,从而减少医疗机构和家属陪护日常负担。

本团队成员现已获得阶段性成果,包括申报专利一项、已获发明专利一项(学生一作)、已发表一篇 F 论文 (学生一作)、计算机软件著作权一项 (学生-项)、一份企业合作意向、两封专家推荐信。

答辩过程

你觉得你的项目那些地方还需要改进？

目前我们项目的气压感知不是很精确，没有考虑过高体重对系统产生的影响，需要进一步测试，找到精确的感知范围，尽量满足所有体重人群。

为什么引用文献少？

我们产品目前处于市场的前沿阶段，相关学术网站并未发表大量成果，只有零星几个，但是我们阅读查阅了大量延伸文献补充项目，相信我们的产品必定在市场上有一席之地。

数据主要是从哪里来的？

我们主要从知网论文，期刊，专利中查找数据作为基础，然后以国家统计局，医疗保障数据为辅，构建完整数据框架。

你们的项目愿景、使命是什么？

相应国家政策号召，加强医疗卫生体系建设。为卧床病患提供福祉，帮助其早日康复。

请清晰的描绘一下你创业项目的盈利模式？

与医疗机构企业合作，签订长期合作协议。开放用户私人定制平台。

你觉得你们创业的障碍有哪些？

产品初期的宣传会遇到一定困难。其次对患者建立足够的信誉支撑需要一定的时间积累。

小电说

小电相信，在我院科创育人的工作导向下，小电子们定会积极发挥专业本领，努力投身科创竞赛，树立矢志奋斗、科创报国的优秀情怀！

往期回顾

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编辑：辛思文

责任编辑：宋洋 于海欣

审核：睢辰萌 宋香琛 

图片：来源于电气新媒体中心

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