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Accurate monitoring of a patient's heart rate is a key element in the medical observation and health monitoring. In particular, its importance extends to the identification of sleep-related disorders. Various methods have been established that involve sensor-based recording of physiological signals followed by automated examination and analysis. This study attempts to evaluate the efficacy of a non-invasive HR monitoring framework based on an accelerometer sensor specifically during sleep. To achieve this goal, the motion induced by thoracic movements during cardiac contractions is captured by a device installed under the mattress. Signal filtering techniques and heart rate estimation using the symlets6 wavelet are part of the implemented computational framework described in this article. Subsequent analysis indicates the potential applicability of this system in the prognostic domain, with an average error margin of approximately 3 beats per minute. The results obtained represent a promising advancement in non-invasive heart rate monitoring during sleep, with potential implications for improved diagnosis and management of cardiovascular and sleep-related disorders.
Software scripts for sensor data extraction in Rasberry Pi: user-space and kernel-space comparison
(2024)
This paper compares two popular scripting implementations for hardware prototyping: Python scripts execut from User-Space and C-based Linux-Driver processes executed from Kernel-Space, which can provide information to researchers when considering one or another in their implementations. Conclusions exhibit that deploying software scripts in the kernel space makes it possible to grant a certain quality of sensor information using a Raspberry Pi without the need for advanced real-time operational systems.
The massive use of patient data for the training of artificial intelligence algorithms is common nowadays in medicine. In this scientific work, a statistical analysis of one of the most used datasets for the training of artificial intelligence models for the detection of sleep disorders is performed: sleep health heart study 2. This study focuses on determining whether the gender and age of the patients have a relevant influence to consider working with differentiated datasets based on these variables for the training of artificial intelligence models.
The blockchain technology represents a decentralised database that stores information securely in immutable data blocks. Regarding supply chain management, these characteristics offer potentials in increasing supply chain transparency, visibility, automation, and efficiency. In this context, first token-based mapping approaches exist to transfer certain manufacturing processes to the blockchain, such as the creation or assembly of parts as well as their transfer of ownership. This paper proposes a prototypical blockchain application that adopts an authority concept and a concept of smart non-fungible tokens. The application enables the mapping of complex products in dynamic supply chains that require the auditability of changeable assembling processes on the blockchain. Finally, the paper demonstrates the practical feasibility of the proposed application based on a prototypical implementation created on the Ethereum blockchain.
In diesem Kapitel wird eine Einführung in die sich abzeichnenden Trends bei der Gestaltung der digitalen Transformation gegeben, wobei der Schwerpunkt auf digitalen Produkten, intelligenten Diensten und damit verbundenen Systemen sowie auf Methoden, Modellen und Architekturen liegt. Das primäre Ziel dieses Buches ist es, einige der neuesten Forschungsergebnisse auf diesem Gebiet hervorzuheben. Wir stellen eine Reihe von Kurzbeschreibungen der im Buch enthaltenen Kapitel zur Verfügung.
Die digitale Transformation ist die heute vorherrschende geschäftliche Transformation, die einen starken Einfluss darauf hat, wie digitale Dienstleistungen und Produkte dienstleistungsdominant gestaltet werden. Eine beliebte zugrundeliegende Theorie der Wertschöpfung und des wirtschaftlichen Austauschs, die als dienstleistungsdominante Logik (S-D) bekannt ist, kann mit vielen erfolgreichen digitalen Geschäftsmodellen verbunden werden. Allerdings ist die S-D-Logik an sich abstrakt. Unternehmen können sie nicht ohne Weiteres als Instrument für die Innovation und Gestaltung von Geschäftsmodellen nutzen. Um dies zu ändern, wird eine umfassende Ideenfindungsmethode auf der Grundlage der S-D-Logik vorgeschlagen, die als service-dominantes Design (SDD) bezeichnet wird. SDD zielt darauf ab, Unternehmen beim Übergang zu einer service- und wertorientierten Perspektive zu unterstützen. Die Methode bietet eine vereinfachte Möglichkeit, den Ideenfindungsprozess auf der Grundlage von vier Modellkomponenten zu strukturieren. Jede Komponente besteht aus praktischen Implikationen, Hilfsfragen und Visualisierungstechniken, die aus einer Literaturrecherche, einer Anwendungsfallbewertung der digitalen Mobilität und einer Fokusgruppendiskussion abgeleitet wurden. SDD ist ein erster Schritt zu einem Toolset, das etablierte Unternehmen bei der Service- und Werteorientierung im Rahmen ihrer digitalen Transformation unterstützen kann.
Unternehmen sind derzeit dabei, ihre Strategie, ihre Prozesse und ihre Informationssysteme zu verändern, um ihren Digitalisierungsgrad zu erhöhen. Das Potenzial des Internets und verwandter digitaler Technologien wie Internet der Dinge, Services Computing, Cloud Computing, künstliche Intelligenz, Big Data mit Analysen, mobile Systeme, Kollaborationsnetzwerke und cyber-physikalische Systeme treibt neue Geschäftsmodelle an und ermöglicht sie. Die Digitalisierung führt zu einer tiefgreifenden Umwälzung bestehender Unternehmen, Technologien und Volkswirtschaften und fördert die Architektur digitaler Umgebungen mit vielen eher kleinen und verteilten Strukturen. Dies hat starke Auswirkungen auf neue Wertschöpfungsmöglichkeiten und die Gestaltung digitaler Dienste und Produkte, die durch die Nutzung einer service-dominanten Logik gesteuert werden. Das Hauptergebnis des Buchkapitels erweitert Methoden für integrale digitale Strategien um wertorientierte Modelle für digitale Produkte und Dienstleistungen, die im Rahmen eines multiperspektivischen digitalen Unternehmensarchitektur-Referenzmodells definiert werden.
Die Digitalisierung, der ständige technologische Fortschritt und immer kürzere Produktlebenszyklen stellen Unternehmen derzeit vor große Herausforderungen. Um am Markt erfolgreich zu sein, müssen Geschäftsmodelle häufiger und schneller als früher an veränderte Marktbedingungen angepasst werden. Schnelle Anpassungsfähigkeit, auch Agilität genannt, ist in der heutigen Zeit ein entscheidender Wettbewerbsfaktor. Aufgrund des ständig wachsenden IT-Anteils von Produkten und der Tatsache, dass diese mit Hilfe von IT hergestellt werden, hat die Änderung des Geschäftsmodells große Auswirkungen auf die Unternehmensarchitektur (EA). Die Entwicklung von EAs ist jedoch eine sehr komplexe Aufgabe, da viele Beteiligte mit gegensätzlichen Interessen in den Entscheidungsprozess eingebunden sind. Daher ist ein hohes Maß an Zusammenarbeit erforderlich. Um Unternehmen bei der Entwicklung ihrer EA zu unterstützen, wird in diesem Artikel eine neuartige integrative Methode vorgestellt, die die Interessen der Stakeholder systematisch in die Entscheidungsfindung einbezieht. Durch die Anwendung der Methode wird die Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Interessengruppen verbessert, indem Berührungspunkte zwischen ihnen identifiziert werden. Darüber hinaus machen die standardisierten Aktivitäten die Entscheidungsfindung transparenter und vergleichbarer, ohne die Kreativität einzuschränken.
Silicon neurons represent different levels of biological details and accuracies as a trade-off between complexity and power consumption. With respect to this trade-off and high similarity to neuron behaviour models, relaxation-type oscillator circuits often yield a good compromise to emulate neurons. In this chapter, two exemplified relaxation-type silicon neurons are presented that emulate neural behaviour with energy consumption under the scale of nJ/spike. The first proposed fully CMOS relaxation SiN is based on mathematical Izhikevich model and can mimic a broad range of physiologically observable spike patterns. The results of kinds of biologically plausible output patterns and coupling process of two SiNs are presented in 0.35 μm CMOS technology. The second type is a novel ultra-low-frequency hybrid CMOS-memristive SiN based on relaxation oscillators and analog memristive devices. The hybrid SiN directly emulates neuron behaviour in the range of physiological spiking frequencies (less than 100 Hz). The relaxation oscillator is implemented and fabricated in 0.13 μm CMOS technology. An autonomous neuronal synchronization process is demonstrated with two relaxation oscillators coupled by an analog memristive device in the measurement to emulate the synchronous behaviour between spiking neurons.
Ziel des Beitrages ist es, sinnlich-ästhetisch Weltzugänge am Beispiel des Designs für pädagogische Kontexte herauszuarbeiten. Gleichermaßen soll eine Reflexion darüber in Gang gesetzt werden, welche Potenziale transdisziplinär geprägte Gestaltungsprozesse für das Lernen und Lehren bereithalten. Zunächst wird daher die transdisziplinäre Natur des Designs geschichtlich hergeleitet und verschiedene Prozesse beleuchtet. Das sich anschließende Kapitel arbeitet unter dem Begriff der Gestaltung jene Merkmale und Qualitäten professionellen Designs heraus, die allen Prozessen zugrunde liegen. Abschließend wird das Konzept des Design Thinking vor dem Hintergrund erfahrungsbasierten Lernens in der Schulbildung diskutiert und mit Beispielen aus empirischen Studien untermauert.