<p>Hovedhensikten med denne masteroppgaven var å utvikle metoder som skal kunne brukes i utvikling av krav til mobil elektronisk kurvebok. Gjennom behandling av pasienter på et sykehus er kilder med pasientinformasjon sentral. Navigering i sykehusets datasystemer er en slitsom og tidkrevende prosess. Dette fordi systemene i dag er dårlig tilpasset de forskjellige situasjonene de kan brukes i. Informasjonsbehovet til helsearbeiderne varierer med arbeidsaktiviteter som ofte er en kombinasjon mellom formelle prosedyrer og uformelle praksiser, der man ofte beveger seg mye mellom ulike steder. En måte å gjøre informasjonsinnhentingen enklere kan være å utvikle et mobilt elektronisk journalsystem som er kontekstsensitiv. Et kontekstsensitivt system kan oppfatte og reagere på situasjonen den er i. Brukeren skal da ideelt få opp riktig informasjon på riktig måte til riktig tid. Vi har utviklet et rammeverk som skal kunne brukes for å karakterisere faktorer som virker inn i situasjoner relatert til medisinering. Hensikten er å bruke dette til å kunne si noe om kontekst i ulike situasjoner som kan brukes i et kontekstsensitivt system. Observasjoner på Geriatrisk og Urologisk avdeling på St. Olavs Hospital har vært en viktig del av metodeutviklingen. Gjennom disse observasjonene har vi fått prøvd ut rammeverket og samlet inn informasjon om kontekster tilknyttet medisinering. Resultatet er et rammeverk som kan brukes for å registrere hele pasientprosesser. Rammeverket anvendes ved å samle inn data som kan analyseres for både å finne sammenhenger mellom situasjoner i en pasientprosess og å finne sammenhenger mellom faktorer inne i en situasjon. I tillegg har vi utviklet en prototyp for et kontekstsensitivt grensesnitt for administrering. Prototypen forklarer gjennom scenarioer hvordan kontekstinformasjon kan brukes i et grensesnitt.</p>

<p>Tuc er et system med mange samarbeidende deler og prosesser, for eksempel; forstå setninger brukere trykker inn, lete fram svar, gi tilbake svar på forståelig form, øke kunnskapsbasen og plugge inn nye domene-modeller. Som TucGui-logoen symboliserer utgjør TucGui en del av dette systemet, mer bestemt i kunnskapsakkvisisjons-fasen. GeneTUC er en versjon av TUC hvor domenet grovt er biologi og mer bestemt protein-interaksjoner. Systemet er utviklet ved gruppe for kunnskapssystemer ved IDI. NTNU har et modent forskningsmiljø innen biologi. Potensialet for synergieffekter er store, men til nå er ikke dette potensialet utnyttet fullt ut. Blant annet er det fordelaktig å bruke biologene til å kvalitetssikre og utvide kunnskapsbasen som ligger til grunn for GeneTUC. Til nå har denne prosessen skjedd ved hjelp av e-post og Excel regneark fra GeneTUC-utviklere på IDI til biologi-eksperter og tilbake. Dette medfører unødvendig mye ekstra arbeid. TucGui gir, gjennom et lettfattelig visuelt grensesnitt, biologi-ekspertene direkte tilgang til GeneTUC sin kunnskapsbase og gjør dermed deler av kunnskapsakkvisisjonsprosessen raskere og med høyere kvalitet enn prosessen har tillatt tidligere.</p>

<p>Astma er en kronisk sykdom som krever kontinuerlig oppfølging. Å bruke telemedisin til denne oppfølgingen gir gode resultater i forhold til pasientutfall. Internett er en teknologi som kan brukes til kommunikasjon mellom pasient og helsepersonell. Her kan man også gjøre registreringer og få presentert sykdomsrelatert informasjon. Erfaringer gjort gjennom undersøkelser i oppgaven, tyder på at både pasienter og helsepersonell er positivt innstilt til bruk av Internett som et verktøy innen telemedisin. Allikevel blir ikke de Internettbaserte systemene brukt når det blir gitt tilgang til dem. En grunn til dette kan ligge i tungvinte registreringer. Når pasienter ofte må registrere verdier, blir det fort for mye å logge seg inn på en nettside opptil flere ganger til dagen. Internett er derimot et verktøy som egner seg godt til presentasjon av pasientens tilstand. Når sykdomsutviklingen illustreres lang en tidsakse, gir dette helsepersonell et godt grunnlag for anbefaling av medisinering. I videre utvikling av telemedisinsystemer, bør det vurderes hvilken teknologi som best kan integreres i brukerens hverdag med tanke på registrering, presentasjon og kommunikasjon.</p>

<p>Feil bruk og feil håndtering av legemidler er et stort problem både i helseinstitusjoner og i primærhelsetjenesten. En av hovedgrunnene til feilmedisinering og andre problemer i helsevesenet er mangelfull informasjonsutveksling mellom de involverte aktørene. Oppgaven beskriver hvordan det å sette pasienten i fokus kan forbedre situasjonen. Utgangspunktet for denne oppgaven er en idé om å realisere et planorganisert legemiddelkort med støtte for rapportering av legemiddelbruk. Motivasjonen for dette er todelt: 1) Pasienter med behov for vedvarende og sammensatte helsetjenester har ihht. forskriften, krav på utarbeidelse av en individuell plan. En plan skal fungere som et samhandlingsverktøy med sikte på å forbedre koordinasjon og informasjonsutveksling mellom de ulike involverte aktører. 2) Rapportering av faktisk legemiddelbruk og virkninger/bivirkninger er sentralt for evaluering og evt. justering av medisineringsplan. Tradisjonell lagring av legemiddelinformasjon inneholder i dag ingen støtte for planorganisering av legemiddelinformasjon og bruksrapportering. Oppgaven har tatt utgangspunkt i eksisterende beskrivelser av forskrivning og administrasjon av legemidler, koblet dette med en modell for individuell plan, utviklet av SamPro prosjektet, og utviklet detaljerte prosessmodeller for en tenkt planbasert håndtering av legemidler. Modelleringen av arbeidsprosessene rundt medisineringen er gjort for å øke forståelsen for informasjonsflyten mellom aktører involvert i legemiddelhåndtering i dag. For å kunne utvikle en datamodell for det planbaserte legemiddelkortet, er en månedsproduksjon av epikriser fra Revmatologisk avdeling ved St. Olavs hospital HF analysert. Epikrisene er brukt for å finne eksempler på faktisk informasjon vedrørende medisinering, behandlingsplan og rapportering som må kunne lagres i en slik modell. Resultatene fra analysen av epikrisene, planmodellen fra SamPro og KITHs standardmodell for dokumentasjon av legemiddelhåndtering er deretter slått sammen med KITHs modell av kjernejournal fra fyrtårnprosjektet, og en integrert datamodell for planbasert lagring av medisineringsinformasjon med støtte for egenrapportering er definert. Ved å bruke kjernejournalmodellen som ”overbygg”, støtter modellen ”dokumentarkivtankegangen” som er sentralt i EPJ-standarden, samtidig som vi får koblet til detaljerte innholdsmodeller for legemiddelinformasjon, planinformasjon og rapportering av legemiddelbruk og effekter. Den integrerte datamodellen er evaluert gjennom en samkjøring med arbeidsprosessmodellene. Evalueringen viser at datamodellen dekker informasjonsbehovet til de ulike aktørene involvert i legemodellhåndtering i dag. For fremtidig bruk er det viktig å se både planene og egenjournalføringen i større perspektiv. Begge konseptene vil være nyttige i forhold til ulike typer behandlingstiltak, og de utviklede modellene skal kunne brukes som utgangspunkt for utvidelser utover medisineringsområdet.</p>

<p>Utvikling av maskinvare foregår tradisjonelt med en topp-ned designstrategi. I fremtiden kan oppgavene som skal løses bli for kompliserte for denne utviklingsmetoden. En tilnærming som er foreslått er å benytte inspirasjon fra naturen og utvikle det som kalles for bio-inspirert-maskinvare. Utvikling av evolusjonær maskinvare (EHW) betyr at elektronikk utvikles med grunnlag i evolusjonære algoritmer. Kort beskrevet går metoden ut på at det genereres tilfeldige individer, individene evalueres ut fra egnethet og nye individer dannes. Etindivid er her en representasjon av en krets som forsøker å løse en gitt oppgave. Det blir ofte benyttet en FPGA som plattform for utvikling av EHW. Det har vist seg at denne type krets har egenskaper som er godt egnet, men også egenskaper som kan gjøre det vanskelig å komme frem til gode resultater. Datamaskingruppa ved NTNU har foreslått en “virtuell FPGA” som enkelt lar seg implementere i en kommersielt tilgjengelig brikke. Denne plattformen blir kalt en SBlock-matrise. Mange av ulempene ved en vanlig FPGA er løst her. En SBlock-matrise kan betraktes som en to-dimensjonal cellulær automat som styres av ett sett regler. Ved siden av matrisen og regelsettet består SBlock-konseptet av en algoritme for utvikling av en organisme. Utviklngen er inspirert av naturen der en enkelt celle utvikles til en multicellær organisme. Algoritmen opererer på to nivåer. Tilstandene for hver enkelt SBlock kan endres og typen til hver blokk kan endres. Begge disse endringene avhenger av naboblokkenes egenskaper. Alle endringer i matrisen skjer i diskrete tidsintervaller. Systemet som har blitt utvidet i denne oppgaven har som formål å være plattform for eksperimentering med SBlock-konseptet. Utgangspunktet for oppgaven var et system delvis skrevet i VHDL og delvis i C. Systemet kan kjøre begge de omtalte nivåene i algoritmen. Utvidelsene som er gjort har hatt som formål å øke effektiviteten for systemet. Tidligere måtte all data som skulle prosesseres transporteres ut av systemet. Etter at utvidelsene er gjort blir data lagret under kjøring slik at evaluering kan gjøres internt. Datamengden som må leses ut har dermed avtatt. Det er gjort tre utvidelser av systemet. En utvidelse innbefatter lagring av informasjon for hver tilstandsendring i matrisen. Det har blitt implementert mulighet for å evaluere tilstandsdata med en funksjon, kalt fitnessfunksjon. Det har også blitt implementert minne for lagring av hvilken regel i utviklingsprosessen som har forårsaket endring av typen til en SBlock under kjøring. Resultatene fra kjøring av systemet viser at de tre utvidelsene har vært vellykket. For mange typer eksperimenter vil effektiviteten være økt. Dette gjelder eksperimenter hvor data ikke lenger må transporteres ut av systemet for evaluering, men kan evalueres internt med de nye funksjonene. Dersom data generert under kjøring ikke skal benyttes medfører endringene noe økt tidsforbruk i forhold til hva som oppnåes med det gamle systemet. Overvåkning av regelsettet gjør det lettere å holde kontroll med utviklingen.</p>

<p>Et autonomt helikopter er utstyrt med et videokamera. For at helikopteret skal kunne utføre nyttige oppdrag må bildeinformasjon fra videokameraet tolkes på en sikker og effektiv måte. Dette dokumentet presenterer en bildebehandlingsapplikasjon som trekker bevegelsesinformasjon ut fra en serie av bilder og lærer bevegelsesmønstre for senere å kunne tolke denne type informasjon. Dette er spesielt interessant for oppdrag av type overvåkning, søk og sporing. Applikasjonen baserer seg på forskjellige metoder for å oppnå nødvendig robusthet og ytelse. Dvs. et system som tåler mye støy og som kjører i sanntid med begrensede ressurser.</p>

<p>Hovedfokus i denne hovedfagsoppgaven er å gi en oversiktlig og lettfattelig innføring i data og kommunikasjonsikkerhet. Det er lagt vekt på å holde oppgaven på et såpass lavt teknisk og matematisk nivå at den vil være mulig å forstå for personer uten store datakunnskaper. Oppgaven er organisert på den måten at den starter med en grunnleggende innføring i kryptografi. Dette er nødvendig for å forstå resten av oppgaven. Deretter forklares og vises de mest utbredte sikkerhetsmekanismene innen data og kommunikasjonsikkerhet. Etter det tar jeg for meg en del spesifikke applikasjoner som brukes mye, og hva som kan gjøres for å sikre kommunikasjonen ved å ta i bruk disse. Til slutt i den teoretiske delen går jeg gjennom andre kommunikasjonsmetoder enn ethernet, som datamaskiner som oftest bruker, og hvilke sikkerhetsmekanismer som ligger innebygd i disse samt hva vi som brukere kan gjøre for å øke sikkerheten.For å gjøre sikkerhet mer tilgjengelig for vanlige brukere har jeg i den praktiske delen av oppgaven valgt å gi detaljerte beskrivelser på oppsett av tre vanlige sikkerhetsmekanismer. De tre jeg har valgt å forklare er IPSec, SSL og digitale signaturer. Grunnen til at valget falt på disse er at de på en måte representerer hvert sitt aktuelle felt innen sikkerhet. IPSec benyttes når en vil ha total sikkerhet i kommunikasjonen mellom maskiner, SSL benyttes når en bare vil ha sikkerhet på informasjonsutveksling mellom utvalgte applikasjoner og digitale signaturer tar for seg integriteten til informasjon som sendes over usikre nettverk. Figurene og beskrivelsene vil gjøre de som leser denne oppgaven i stand til å sette dette opp selv på sine egne datamaskiner.</p>

<p>Hovedmålet med denne oppgaven har vært å undersøke hvordan effektiviteten og lineariteten til en konvensjonell forsterker kan bedres ved å gjøre nytte av Dohertyteknikken. Utgangspunktet for oppgaven var en tidligere prosjektoppgave, der forskjellige simuleringer for en Dohertyforsterker var foretatt. Tanken var å etterprøve resultatene i denne oppgaven, for så å realisere en forsterker på bakgrunn av disse simuleringene. Etter hvert ble det gått noe bort fra dette, siden enkelte momenter var vanskelige å gjennomføre i praksis. Dessuten ble arbeidsfrekvensen økt fra 1MHz til 10MHz. Undertegnede hadde ikke så mye erfaring med Dohertyteknikken før arbeidet tok til, derfor ble det innledningsvis fokusert på å sette seg inn i generell forsterkerteori, og naturligvis Dohertyteknikken spesielt. Ved siden av dette ble det brukt en del tid på å sette seg inn i simuleringsverktøyet ADS. Simuleringene og målingene kan deles inn i fire deler, der følgende elementer ble undersøkt: Hovedforsterker uten π-nettverk, hovedforsterker med π-nettverk, inngangseffektdeler, og fullstendig Dohertyforsterker. En klasse B-forsterker ble valgt som hovedforsterker, mens peakforsterkeren ble forspent i klasse C. Simuleringene viste at en forbedring i PAE på 5 prosentpoeng skulle være mulig med Dohertyforsterkeren i forhold til en konvensjonell klasse B-forsterker ved 6dB back-off. Lineariteten ble også forbedret ifølge simuleringene, i og med at 1dB-kompresjonspunktet ble forskjøvet fra 7dBm til 12dBm inngangseffekt. Det ble tidlig klart at målingene tilkjennega en annen oppførsel enn simuleringene. Spesielt er det verdt å nevne at den målte drainstrømmen hadde store avvik i forhold til det som ble simulert, der det største avviket var på hele 63.5%. En annen faktor som virket negativt inn på Dohertyforsterkerens egenskaper var tapet gjennom hovedforsterkerens π-nettverk, der et tap på hele 4.2dB ble observert. Inngangseffektdeleren hadde også et tap, men symmetriegenskapene til denne var tilfredsstillende. Som følge av de momentene som er nevnt over, ble den totale forsterkerens oppførsel dårligere enn forventet. PAE til Dohertyforsterkeren var på 30.3% ved 1dB-kompresjonspunktet, mens den ble målt til 38.9% for hovedforsterkeren alene. Lineariteten ble derimot bedret, da kompresjonspunktet ble økt fra ca 15dBm inngangseffekt for hovedforsterkeren, til 22dBm inngangseffekt for Dohertyforsterkeren.</p>

<p>Sammendrag Det har etter hvert blitt et stort problem for nødsentralene at personer som ringer inn ikke vet hvor de er eller hvor ulykken befinner seg. En har også flere ganger lest i avisene om nødsentraler som sender ambulanser og brannbiler feil, på grunn av like stedsnavn. Det er dette som er grunnlaget da Federal Communications Commission (FCC) begynte å stille krav til nettverksleverandører for mobilkommunikasjon, om mulighet for posisjonering av mobilterminaler når disse ringer nødsentralene. Det er i denne sammenheng man forsker på AssistertGPS-løsninger (AGPS). Kravene som FCC har stilt ovenfor nettverksleverandørene har vist seg å være vanskelig å oppfylle, noe som medfører at de fleste nettverksleverandører har fått utsettelse på fristen. AGPS-løsningen som er diskutert i denne rapporten er et prosjekt, som tidligere ble startet av Telenor R&D. Høsten 2005 tok jeg over utviklingen av dette prosjektet igjennom først en prosjektoppgave, og våren 2006 også som masteroppgave. Selve utviklingen av applikasjonene har vist seg å være vanskeligere enn først forventet. Spesielt problematisk har det vært å utvikle klientapplikasjonen. Klientapplikasjonen kjøres på en Nokia 12 M2M GSM-modul, og er utviklet i Java. I klientapplikasjonen kan man ikke bruke en fullstendig versjon av Java, men den mindre, og forenklede, versjonen Java MicroEdition. Det var også et problem med formattering av dataene som sendes ifra AGPS-serveren slik at disse skal passe inn i den proprietære UBX protokollen. Dette gjorde at noen snarveier måtte tas, for å ferdigstille løsningen. For å verifisering av at løsningen virker etter hensikten er det utført en rekke tester i Trondheim sentrum, både utendørs og innendørs. Parameterne det er valgt å fokusere på er, foruten den selvsagte Time-To-First-Fix (TTFF), posisjonsnøyaktigheten til den første posisjonsmålingen etter 3D-fix, samt den samme nøyaktigheten etter 100 sekunder. Alle testene viste en betydelig forbedring av TTFF ved bruk av AGPS, i forhold til målingene uten bruk av AGPS. Dette er et tegn på at løsningen fungerer etter hensikten. Selv om leverandøren av GPS-mottakeren antyder at TTFF kan reduseres ned til omtrentlig 24 sekunder, har en ikke greid å oppnå målinger på dette lave nivået. Det har forekommet målinger av TTFF ned mot 24 sekunder, men gjennomsnittlig ligger målingene noe over. Posisjonen gitt av GPS-mottakeren ved 3D-fix er det også valgt å se nærmere på. Grunnen til dette er at det er denne posisjonen som må sees opp mot FCCs krav, om at posisjonen gitt av en AGPS-løsning må ha en nøyaktighet som må være bedre enn 50 meter for 67 % av tiden (σ), og 150 meter for 95% av tiden (2σ). Under testingen viser det seg at posisjonene som blir målt sjelden oppfyller disse kravene. Noen ganger kan dette forklares med egenskaper på målelokasjonen, som skyggevirkning og refleksjoner, men ikke alltid. Det antas også at en antatt posisjon til AGPS-klienten, som sendes over i AGPS-meldingene har innvirkning på dette.</p>

<p>Denne rapporten dokumenterer utviklingen av en lavkost treghetsnavigasjonsmodul. Rapporten tar for seg prosessen fra valg av komponenter til ferdig prototyp. Treghetsnavigasjonsmodulen er designet for å kunne integreres med en GPS-mottaker. Det som i hovedsak har blitt behandlet i denne rapporten er design av treghetsmodul, kalibrasjon, utvikling av navigasjonsalgoritme ved hjelp av skrogfaste navigasjonsligninger og test av ferdig system med tilhørende analyse av system som helhet og de enkelte komponenter. Utviklingen av programvare i prosjektet har bestått av to deler. Det er utviklet et C-program for en mikrokontroller, som styrer systemet med blant annet punktprøving av data fra alle sensorer og et USB-grensesnitt for kommunikasjon med PC. Det er i tillegg utviklet flere Matlab-program for blant annet innhenting av sensordata, analyse av sensordata, samt et program for utregning av posisjons- og attitydeforandring i sanntid eller som etterprosessering. Resultatet av oppgaven er en håndholdt prototyp navigasjonsenhet bestående av GPS og treghetsnavigasjon. Treghetsnavigasjonsenheten måler vinkelrate og akselerasjon langs tre akser ved hjelp av gyroer og akselerometere. Treghetsmodulens ytelse slik den fremstår i dag er imidlertid så dårlig at det ikke er sett som hensiktsmessig å lage funksjoner for integrasjon med GPS-data. For å øke ytelsen til treghetsmodulen må komponentene analyseres nærmere (spesielt gyroene), bedre kalibrasjons- og kompenseringsrutiner må implementeres. Til slutt i rapporten er det nevnt noen forslag til hva som bør gjøres videre.</p>