Equipment and machinery in industries may produce ultrasound when they are getting into failure conditions, for example, when bearings are worn or deteriorated, pipes have pressure leaks, electrical installations have electrical discharge. This project aims to develop a testbed using the airborne ultrasound testing to inspect and monitor the conditions of ball bearings. The testbed consists of an ultrasonic microphone detecting signals, a microcontroller (MCU) implementing signal analysis, and a signal conditioning circuit. The microphone has a specified frequency band from 100 Hz till 80 kHz and connected to an active filter to retain signals within the frequency range of interest between 20 - 50 kHz. The measured signals were then sampled by the ADC on the MCU, and analyzed with an algorithm, that includes calculating the spectrum of a measured signal, finding local peaks in the spectrum and calculating the mean peak ratio (mPR – of the peaks). The developed testbed was first calibrated and tested with a known ultrasonic signal from a 40-kHz ultrasonic transmitter. Then it was used to inspect ball bearings with three different conditions, rotating at three speeds. The inspection results have shown a big difference of the mPRs between the mechanically worn bearings and the brand new. This reveals that the airborne ultrasound testing method is effective to monitor and indicate the working conditions of equipment and machinery at service. Future work should include improving the microphone unit and researching on how the frequency peaks are associated with the object conditions in the quantitative way.

Free Space Optical (FSO) satellite communications is proving to be a key enabling technology for global connectivity with the ability to provide connection across Europe with only 12 ground stations. For this, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) is working on implementing a robust communication system for FSO on a Xilinx RFSoC Field Programmable Gate Array (FPGA)( ZU28DR). However, FSO is susceptible to deep fades and atmospheric turbulence affecting the quality of the communication system. Thus, measuring the performance of the communication system is crucial for choosing system parameters and designing new blocks to enhance the performance. In this thesis, a high speed test-bed implementation exploiting Parallel Pseudo Random Binary Sequence (PRBS) to measure the performance of the system is implemented. The test-bed is designed to mitigate channel fading problems to correctly calculate the Bit Error Rate (BER). The test-bed is designed to allow for online adjustment of the communication system to facilitate parameter optimizations. / FSO-satellitkommunikation visar sig vara en viktig teknologi för global anslutning med förmågan att tillhandahålla anslutning över Europa med endast 12 markstationer. För detta arbetar DLR med att implementera ett robust kommunikationssystem för FSO på en Xilinx RFSoC FPGA (ZU28DR). Men FSO är känsligt för djupa fades och atmosfärisk turbulens som påverkar kvaliteten på kommunikationssystemet. Därför är mätningen av systemets prestanda avgörande för att välja systemparametrar och designa nya block för att förbättra prestanda. I denna avhandling implementeras en höghastighets testbädd som utnyttjar parallel PRBS för att mäta systemets prestanda. Testbädden är designad för att motverka kanalförlustproblem för att korrekt beräkna BER. Testbädden är designad för att tillåta justering av kommunikationssystemet online för att underlätta optimering av parametrar

Personnel shortages and ineffective healthcare is a global problem. While other industries have used automation and robotics to solve similar problems, the number of automation solutions linked to basic care in Swedish public hospitals remains low. Therefore, this thesis aims to investigate factors that affects the collaboration between the automation industry and Swedish university hospitals. Test bed as an innovation tool is also studied and value-creating factors linked to it are mapped. The research questions were answered by conducting 30 interviews with representatives of the automation industry, university hospitals and other test beds, as well as a procurement lawyer. By using grounded theory, a theory was built based on the collected empirics. This study showed that there is an interest from both parties (automation industry and hospitals) to work together. The industry has the technical know-how needed to develop solutions to hospital environments, but economic factors as well as the procurement processes are too costly and time consuming to engage in these collaborations. Test bed is a suitable platform for product development and value-creating factors are: a clear aim and clear requirement specifications during the projects conducted on the test bed. The results give insight in factors that affect collaborations between automation industry and hospitals, and parallels can be drawn to other industries and Swedish government-controlled businesses. The findings also shine a light on valuable aspects to consider when implementing a test bed.

Since the dawn of the space race, satellites have grown rapidly in complexity and shrunk equally rapidly in size. Most of them contain an Attitude Determination and Control System (ADCS) on board for pointing and detumbling manoeuvres. These intricate systems are designed for an outer space environment, hence, phenomenon otherwise abscent in space, such as gravity and aerodynamic drag present a challenge in validating these systems on Earth. The gimbal suspension testbed aims to provide a 3 Degree of Freedom (DoF) suspension where the mounted satellite under test can rotate about either axis. The suspension induces disturbance torques that must be modeled in order for the testbed to be characterized. This is accomplished by formulating the necessary gimbal dynamics, bearing friction, aerodynamic and Center of Mass (CoM) displacement torque model. This yields a relationship from which all torques present in the system can be expressed in terms of the angles, angular velocities and angular accelerations of the gimbal frames. By measuring the angles and obtaining the velocities and accelerations through numerical differentiation, the torques that correspond to a certain motion can be calculated. Furthermore, the thesis covers the iterative design of the gimbal suspension and all of its constituents, the angular measurement method and a Finite Element Method (FEM) simulation to estimate deformations. The result is presented in terms of a simulation that validates the models by predicting its behaviour for certain movement. The final result is a series of characterization plots that tells the user of the gimbal testbed how much torque must be produced by the CubeSat ADCS in order to operate it. / Sedan begynnelsen av rymdkapplöpningen har satelliter snabbt ökat i komplexitet och lika snabbt minskat i storlek. De flesta satelliter har ett attitydsbestänings- och kontrollsystem (ADCS) ombord för att kunna utföra vissa manövrar. Dessa system är designade för rymdmiljön, därför kan fenomen som annars är frånvarande i rymden, så som gravitation och luftmotstånd, innebära en utmaning då man önskar att validera systemet på jorden. Gimbalupphängningen förmedlar rotation med tre frihetsgrader där satelliten under test kan rotera kring alla tre axlar. Upphängningen inducerar störmoment som måste modelleras för att den ska bli ordentligt karaktäriserad. Detta åstadkoms genom att formulera gimbalens dynamiska förhållanden, kullagerfriktion, luftmotstånd och masscenterförflyttning. Dessa samband kopplar samman alla moment som är närvarande i systemet som funktion av gimbalramarnas vinklar, vinkelhastigheter och vinkelaccelerationer. Genom att mäta vinklarna och erhålla vinkelhastigheter och vinkelacceleration genom numerisk derivering kan momenten som motsvarar den uppmätta rörelsen beräknas. Dessutom presenteras den iterativa designen av gimbalupphängningen och alla dess beståndsdelar, vinkelmätningsmetoden och en finita elementmetodssimulering för att uppskaffa deformationer. Resultatet presenteras i form av simuleringar som validerar modellen genom att förutspå dess beteende för viss rörelse. Det slutgiltiga resultatet är en serie av karaktäriseringsgrafer som förmedlar till användaren just hur mycket moment dess CubeSats ADCS måste producera för att kunna använda gimbalupphängingen.

Ämnet för uppsatsen grundar sig i en ökad efterfrågan av att kunna införa teknik och informationsteknik (IT), som är testad och anpassad för en verksamhet redan innan införandet. Vidare finns det ett behov av att, genom nya innovationer, uppnå långsiktiga strategiska mål inom vård och omsorg. Därför har Sveriges innovationsmyndighet Vinnova startat en satsning på testbäddar inom vård och omsorg. En testbädd kan liknas vid en innovations- och testmiljö där samarbete mellan vårdpersonal, företag och forskning kan ske för att ta fram produkter, processer och tjänster som är anpassade till den miljö där dessa sedan ska tillämpas. Denna studie berör hur utveckling och organisering av en innovations- och testmiljö kan gå till och vilka utmaningar som finns. Vidare tar vi upp intressenters roller och behov i utvecklingen samt hur innovation kan stimuleras i en organisation. Detta har genomförts med hjälp av en fallstudie kring utvecklingen av en testbädd i Landstinget i Östergötland (LIÖ). Teorier inom områdena intressenter, utveckling och innovation används för att stödja analysen och skapa förståelse för vissa begrepp. Den empiriska undersökningen utförs genom semistrukturerade intervjuer med representanter från olika intressentgrupper till testbädd LIÖ. Analysen genomförs även med hjälp av dokumentstudier som en del i den empiriska undersökningen. Det empiriska materialet diskuteras i relation till den teoretiska referensramen för att uppnå ett kunskapsbidrag i form av en slutsats. Denna berör hur en innovations- och testmiljö kan utvecklas och organiseras, intressenternas roll och behov i utvecklingen samt hur innovationer kan genereras och utvecklas i organisationer. Med fallets hjälp kan praktiken ge ny kunskap om dessa områden inför kommande utvecklingsprojekt av liknande karaktär. / The topic of this paper is based on an increased demand for the introduction of technology and information technology (IT), which is better tested and adapted for a business before the implementation. Furthermore, there is a need that through new innovations, achieve long-term strategic objectives in the care sector. Therefore, the Swedish innovation agency Vinnova started a venture in test beds in healthcare. A test bed can be likened to an innovation and testing environment. In these, collaboration between healthcare professionals, businesses and research is done to develop products, processes and services that are adapted to the environment in which they are then applied. This study concerns the development and organization of an innovation- and testing environment and what the challenges are. It also concerns the roles and the needs of the stakeholders in the development and how innovation can be achieved in an organization. This has been studied by a case concerning the development of the testbed LIÖ in Östergötland County Council. Theories in the fields of stakeholders, development and innovation are used to support the analysis around these parts, and to create an understanding of some concepts. The empirical study is carried out through semi-structured interviews with representatives from various stakeholder groups to testbed LIÖ. The analysis is also carried out with the help of document studies as part of the empirical investigation. The empirical data are discussed in relation to the theoretical framework for achieving a knowledge contribution in the form of a conclusion. This affects how an innovation and test environment can be developed and organized, stakeholder roles and needs of the development and how innovations can be generated and developed in organizations. The study of the case can provide new knowledge in these areas for future development projects of similar nature.

Syftet med uppsatsen är att kartlägga behovet av en testbädd för telemedicinska produkter och att analysera krav som medicintekniska företag ställer på en testbäddsmiljö för samverkan med sjukvården. Målet har varit att konkretisera resultatet i en kommersialiseringsplan för Karolinska Testbädd för Telemedicin och eHälsa, vid Medicinsk Teknik på Karolinska Universitetssjukhuset. Vid genomförandet av undersökningen har totalt 19 intervjuer och ytterligare 6 telefonintervjuer genomförts med dels representanter från medicintekniska företag och sjukvården och dels med samarbetsstrukturer för medicinsk teknik och möjliga finansiärer. En enkätundersökning har genomförts för att kvantifiera resultatet från intervjuerna. Webbutskick har gjorts till 279 företag med verksamhet inom områdena medicinsk teknik, IT och telekom. Uppsatsen beskriver hur den kliniska forskningen inom området medicinsk teknik har förändrats de senaste decennierna och hur situationen ser ut idag. Utmaningar som den svenska hälso- och sjukvården står inför presenteras, som demografiska förändringar, ökade sjukvårdskostnader, dyrare behandlingsmetoder och färre kommersialiserade innovationer inom medicinsk teknik.  Omständigheter som påverkar produktutveckling för hälso- och sjukvården belyses, dels genom den regulatoriska gränsdragningen mellan IT-produkter och medicintekniska produkter och dels utifrån en genomgång av forskning inom produkt- och tjänsteutveckling och utifrån de frågor kring hur företag bedriver produktutveckling som ställts i intervjuerna och i webbenkäten. Resultatet visar att företagen i högsta grad är beroende av samarbete med sjukvården i olika faser av sin produktutvecklingsprocess och att flera företag uttrycker ett behov av en testbäddsstruktur. Företagen samarbetar med vården framförallt för att det möjliggör att utveckla mer vårdanpassade produkter. Samarbete med vården ger kortare utvecklingstider och därmed minskade utvecklingskostnader. Det förenklar även arbetet med validering av produkters funktionalitet. Flera företag har utarbetade samarbeten direkt in på vårdavdelningar, medan andra i dagsläget saknar nödvändiga samarbetsstrukturer. Studien har identifierat ett flertal företag som visat intresse för ett samarbete med Testbädden och ytterligare ett antal som har önskat att få mer information om vad Testbädden kan erbjuda. I kommersialiseringsplanen föreslås Karolinska Testbädd för Telemedicin och eHälsa fokusera på sin nisch samt vidareutveckla den kompetens som företagen saknar. Testbädden bör arbeta vidare med att utveckla både externa kontakter och den interna samverkansorganisationen på Karolinska för att möjliggöra effektiva, smidiga och kvalitativa samarbeten mellan företag och sjukhusets avdelningar. / The purpose is to study the demand for a testbed for telemedicine and to analyze the medical device-developing companies’ requirements on the testbed’s facilities when collaborating with the healthcare sector in their product development. The study’s aim is to result in a commercialization plan for Karolinska Testbed for telemedicine and eHealth, at the department of Biomedical Engineering at Karolinska University Hospital. During the study, 19 interviews and 6 telephone-interviews has been held with people from the medical device industry, hospitals, potential funders and collaboration structures which foster medical device development. A web-survey has been sent to 279 companies within the fields of medical technologies, IT and telecom, to quantify the results from the interviews. The study describes how the clinical research on medical technologies has changed over the last decades and what the situation is like today. Present and forthcoming challenges to the Swedish health care system is presented, like demographic changes, increasing healthcare-costs, expensive treatments and the scarcity of medical device innovations being commercialized. Obstacles affecting the medical device development are studied, including the regulatory differences between IT and medical devices. An analysis of the research on product and service development is also looked at from the perspectives on how the medical device companies develop their products, which is derived from both interviews and the web-survey. The result shows that medical device companies rely upon the ability to collaborate with the hospitals in different phases of their product development process and that there is an extensive need for a testbed structure amongst companies. The companies that collaborate with hospitals do it primarily because it makes their products more adaptive to functioning in the settings of healthcare, time to market and development costs can be decreased and it facilitates the process when validating the functionality of their products. Several companies have their ways of collaborating with hospital wards whilst others explicitly lack indispensable collaboration structures. The study has identified some companies which have shown interest in collaborating with Testbed Karolinska for telemedicine and eHealth and other ones whom wish to receive more information on what the testbed can offer them. In the commercialization plan it is suggested that Karolinska Testbed for telemedicine and eHealth shall focus on their niche and elaborate the competency which the companies doesn’t have. It is also suggested that the Testbed continues the work with developing the internal organization within Karolinska to enable efficient, flexible and qualitative collaboration between companies and the clinics at Karolinska University Hospital.