غدا سنبدأ في قتلك ، أو لماذا نحتاج إلى مهندسين

مرحباً هابر. تحت هذا العنوان الرهيب ، أود أن أتحدث عن ماهية "علم الهندسة" ، وما هو الواجب الرئيسي للمهندس ، وماذا يحدث إذا لم يتمكن من مواجهته - يبدو لي أن هذا الموضوع أصبح أكثر وأكثر صلة مؤخرًا ، بينما لا أرى مناقشتها العامة.

قادني هذا إلى قصة اندلعت (بمشاركتي النشطة) خلال عطلة نهاية الأسبوع مع "الواجهات العصبية" في مختبر Bitronics - مجموعات تدريب الأطفال لإزالة تخطيط كهربية الدماغ ونشاط العضلات ، والتي تبين عند الفحص الدقيق أنها غير آمنة للاستخدام بسبب عدم امتثال الشركة المصنعة للمتطلبات الأساسية للسلامة الكهربائية للمعدات الطبية.

تكشف هذه القصة تمامًا من حيث أنها توضح كيف ، مع نمو التعقيد ، يصبح النظام المكون من مكونات تبدو آمنة لمؤلفيها خطراً - علاوة على ذلك ، مع مثال نظام بسيط ، منزلي وبديهي ، بدلاً من مفاعل ذري أو بطانة نفاثة يحبها الناس خذ مؤلفي الكتب مثل دعوة الكوارث المفضلة لدي كأمثلة.

بالإضافة إلى ذلك ، من ناحية ، هذه القصة بنهاية سعيدة قدر الإمكان (سرعان ما أدركت الشركة المشكلة وهي تعمل الآن على حلها) ، ومن ناحية أخرى ، كشفت عن أعماق لم يكن لدى الكثيرين فكرة عنها ، لتصبح التاريخ من تاريخ التكنولوجيا عن الناس.

لذا ، فإن شركة روسية محترمة لديها مجموعة كاملة من الشركاء المحترمين على قدم المساواة تجعل مجموعات التدريب الحديثة باهظة الثمن ، ولكن في الطلب ، باستخدام مكونات تم اختبارها بمرور الوقت وتعتبر آمنة تمامًا - Arduino ، وأجهزة الاستشعار ، وكمبيوتر شخصي.



يبدو أن ما يمكن أن يحدث خطأ؟

إذا شاهدت مقاطع فيديو التدريب على Bitronics (الموقع لسبب ما يريحها بدلاً من وصف المجموعة) ، فإن حزمة التسليم ستكون أكثر من واضحة - هذه لوحة Arduino Uno عادية ، لوحة واجهة تناظرية لمستشعرات ECG ، عدد قليل من الأقطاب الكهربائية الملتصقة بالجلد ، جيد الأسلاك واللوح وغيرها من التفاهات. النظام بأكمله متصل بمنفذ USB للكمبيوتر. يتم لصق أحد الأقطاب الكهربائية في المثال ، والتي يتم أخذ لقطة الشاشة أدناه منها ، على فروة الرأس مباشرة خلف الأذن.



تبدأ المشكلة الأولى التي لم يأخذها مؤلفو المجموعة في الاعتبار بفرض متطلبات السلامة الكهربائية العالية على المعدات الطبية - ويتم تقديمها لسبب ما. والحقيقة هي أنه في معظم الحالات اليومية ، لا تضر الصدمة الكهربائية بالضحية ، لأن الشخص يمرر يده بشكل غريزي ، ويكسر السلسلة - تحدث الوفيات بشكل رئيسي عندما يمسك الشخص بالدائرة الموصلة جيدًا بما فيه الكفاية بحيث لا يرتعش الجسم سمح له بالابتعاد ، ولا يمكنه أن يوتر يده ، لأن عضلات الذراع مشلولة بسبب التيار المتدفق عبرها (إذا تجاوز التيار عتبة الإطلاق ، فإن القيمة صغيرة جدًا ، فقط بضعة مل أمبير).

مشكلة المعدات الطبية هي أنه في معظم الحالات يتم تثبيت الأقطاب الكهربائية على المريض بحيث لا يمكن ، من حيث المبدأ ، التحرر منها بحركة منعكسة - على سبيل المثال ، في حالة إزالة EEG أو ECG ، يتم لصقها على الجلد. علاوة على ذلك ، بالنسبة للقياسات ، يلزم اتصال أعلى جودة للأقطاب الكهربائية بالجلد ، وبالتالي ، غالبًا ما يتم استخدام مواد هلامية خاصة ، مما يحسن هذا الاتصال. أخيرًا ، يمكن وضع الأقطاب الكهربائية في نقاط أقل متعة من وجهة نظر الصدمة الكهربائية من المواقف اليومية - على الصدر في منطقة القلب وعلى الرأس وما إلى ذلك.

في مثل هذه الحالة ، تصبح التيارات التي تبدأ من 1 مللي أمبير ، وأحيانًا أقل ، خطرة ، والتي ستتسبب في الحياة اليومية بحد أقصى من الأحاسيس غير السارة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن الطاقة غير الصفرية يمكن أن تكون موجودة على الأقطاب الكهربائية أثناء التشغيل ، يمكن للشخص أن يصاب بصدمة كهربائية حتى مع المعدات التي تعمل بكامل طاقتها ، على سبيل المثال ، إذا أخذ جسمًا مؤرضًا (جسم الجهاز ، بطارية التسخين ، أنبوب الماء ، وما إلى ذلك).

تصف المعايير الحالية لسلامة المعدات الطبية بشكل منفصل ، بشكل لا لبس فيه وصراحة ، حالة التدفق الحالي عبر جسم المريض في مثل هذه المواقف - وتفرض قيودًا صارمة جدًا على مثل هذه التيارات: لا تزيد عن 0.1 مللي أمبير باستمرار ، ولا تزيد عن 0.5 مللي أمبير مرة واحدة في حالة حدوث عطل المعدات (وفي بعض الحالات ، يتم تقليل الحدود بعشر مرات أخرى ، راجع GOST 30324.0-95 ).

ولكن ربما كل شيء على ما يرام معنا - بعد كل شيء ، يتم تشغيل Arduino بـ 5 فولت فقط ، ألا يعطي هذا الجهد تيارًا أعلى من بضع عشرات من الميكرامبيرات؟ ..

المشكلة الثانية التي لم يأخذها المطورون في الاعتبار هي أن الجهد على علبة الكمبيوتر التي تم تضمين نظامهم فيها يمكن أن يكون أعلى بكثير.

بشكل عام ، هذه المعرفة تافهة ويمكن الوصول إليها على الأقل كل ثانية enikeyschik - بسبب الاستخدام الأوسع في روسيا للمنافذ دون اتصال التأريض ، وبشكل خاص ، بدون تأريض متصل بها ، يوجد جهد متناوب باستمرار في حالة الكمبيوتر يساوي بالضبط نصف جهد الشبكة ، أي 230 / 2 = 115 فولت.

والحقيقة هي أنه في مرشح الإدخال لمصدر طاقة تبديل نموذجي ، يوجد زوج من المكثفات التي تشكل فاصلًا بين خطوط التيار الكهربائي وحالة الكمبيوتر - أثناء التشغيل العادي ، عندما يكون الكمبيوتر متصلاً بمأخذ ثلاثي القطب مؤرض ، يذهب التيار من خلال هذه المكثفات إلى الأرض. قد لا تكون هذه المكثفات متاحة في أرخص خردة صينية ، ولكنها موجودة في أي تقنية لائقة إلى الحد الأدنى ، لأن متطلبات التوافق الكهرومغناطيسي تتطلب تصفية الضوضاء الناتجة عن مصدر الطاقة.

إذا كان لديك أسلاك كهربائية في المنزل دون تأريض ، فيمكنك أخذ مقياس متعدد تقليدي ، وتثبيته بين الكمبيوتر وبطارية التسخين ، سترى شخصيًا حوالي 115 فولت وحوالي 0.5-1.5 مللي أمبير (زائد أو ناقص ، اعتمادًا على الآخر المضمّن في معدات الكمبيوتر ، في مصادر الطاقة التي تحتوي أيضًا على هذه المكثفات).

عادة ما يكون هذا غير سار ، ولكنه ليس خطيرًا - عند لمس جهاز كمبيوتر عن طريق الخطأ ، سيحصل المستخدم الذي يسخن قدميه على بطارية التدفئة على دغدغة خفيفة وسيتم سحب يده مرة أخرى. ومع ذلك ، فإن مستخدمي المحيط ، نفس لوحات مفاتيح الألعاب في علب الألمنيوم ، يشكون بانتظام من الأحاسيس المصاحبة ، وفي الفيسبوك أخبروني عن حالة كان فيها عدم وجود التأريض يمثل خطرًا على الإطلاق - في المكتب ، تم وضع خط أرضي بين المنافذ ، لكنه لم يكن في الدرع تم توصيله ؛ لم يحصل المستخدم ، الذي تناول كل من بطارية التسخين والكمبيوتر ، على 1 مللي أمبير ، ولكن أكثر من عشر إلى عشرين مرة - لأن جميع أجهزة الكمبيوتر في الغرفة صدمته بتيار.

ومع ذلك ، نحن نتحدث عن مجموعة Bitronics Lab ، والتي:

• متصل بجهاز كمبيوتر دون عزل كلفاني ، أي يحتوي على جميع جهات الاتصال الخاصة به على جهد 115 فولت نفسه الموجود في هيكل جهاز كمبيوتر غير أرضي ، مع تيار ماس كهربائى إلى الأرض الحقيقية من 0.5-1.5 مللي أمبير ؛
• متصل بالمستخدم بقطب كهربائي خاص ، توجد فيه نفس الإمكانات 115 فولت ؛
• يتم لصق القطب الكهربائي على جلد المستخدم ، وليس فقط في أي مكان ، ولكن على الرأس.

ما هي التأثيرات التي سوف يلمسها المستخدم لبطارية التسخين الأرضية ، لا أريد أن أفكر - أخبروني أنه عندما يُنظر إلى تخطيط كهربية ، ثلاثين فولتًا يتم تطبيقها عن طريق الخطأ على الأقطاب الكهربائية كأفضل وميض أمام عيني ، ولكن هنا ، نظرًا للموقع المختلف للقطب الكهربائي ، سيكون أشبه بشكل خفيف العلاج بالصدمات الكهربائية (وفقًا لقواعد منظمة الصحة العالمية الحالية ، يُحظر على القُصّر ويتطلب موافقة كتابية من البالغين).

علاوة على ذلك ، حتى التأريض للكمبيوتر لا يضمن عدم وجود تأثيرات غير سارة - يمكن أن تنتمي بطارية التسخين إلى حلقة أرضية مختلفة عن الأرض في المنافذ ، وإذا لم تكن مصنوعة بشكل جيد للغاية ، يمكن أن يكون هناك عشرات الفولتات بينهما.

أخيرًا ، يمكن أن يحدث تسرب على الإطلاق على جهاز آخر ، على سبيل المثال ، على هاتف ذكي صيني رخيص الثمن - وجهاز كمبيوتر مؤرض بعناية سيكون بمثابة "مانعة الصواعق" ، والتي من خلالها - وعلى طول الطريق من خلالك - سوف يتدفق هذا التيار بحرية. وبهذه الطريقة يموتون من هاتف ذكي يشحن في الحمام - حوض الاستحمام من الحديد الزهر والأنابيب المعدنية مؤرض ، والرطوبة العالية تزيد بشكل حاد من احتمال الانهيار داخل الشاحن وفي نفس الوقت تقلل من مقاومة الجلد.

ثالثًا ، لا تأخذ الشركة المصنعة على الإطلاق خيار المعدات المعيبة - مصدر طاقة في الكمبيوتر أو المعدات الطرفية الأخرى ، ونتيجة لذلك سوف يطير 230 فولت صادق من مأخذ إلى حالة كمبيوتر غير أرضية ، ومنه إلى أقطاب ملتصقة برأس المستخدم. ولا يمكن للمرء أن يقول إن مثل هذا العطل أمر لا يصدق إلى حد كبير - تم تصميم مصممي Bitronics Lab للاستخدام من قبل المستخدمين غير المدربين في ظروف غير خاضعة للرقابة ، أي أنه يمكن استخدام أي شيء آخر كمعدات أخرى.

رسوم 200 روبل صينية ، تباع رسميًا في المتاجر الروسية وفي نفس الوقت وجود فجوة بين الدوائر الأولية والثانوية في منطقة 1 مم (هذه هي القوة الكهربائية في منطقة 300 فولت ، أي أقل حتى من مخرج جهد السعة في الظروف العادية) ، I تفكيكها ورأوا شخصيا.

الآن أود أن أرى كيف ينطق مهندسو وإدارة Bitronics Lab ، وهم ينظرون إلى أعين عملائهم ، عبارة "إذا لم نوفر 500 روبل في مجموعة بقيمة 25000 روبل بالعزلة الجلفانية ، فإن مصدر طاقة صيني رخيص لن يقتلك - ولكن مع من ناحية أخرى ، على أي حال ، ليس ذنبنا ، ولكن الصينيين ".

من الطبيعي أن تكون حالة Bitronics Lab ، التي تنتج مجموعات الأطفال التي يمكن أن تصدم طفلًا وتقتل حتى ، فريدة من نوعها - في مجموعة من المقالات على نفس Habré مخصصة لمقبس ذكي آخر ، يمكنك العثور على الكثير من الانتهاكات لقواعد السلامة الكهربائية الشائعة. كم عدد المنتجات المماثلة المتاحة للبيع والتداول - يمكن للمرء أن يخمن فقط.

إذن ما هي الهندسة؟

إذا سألت العديد من نشطاء الروبوتات وغيرها من العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ، فمن المحتمل أن يخبركوا أن الهندسة هي علم إنشاء آلات وهياكل تساعد الناس. هذا خطأ جوهري. الهندسة هي علم إنشاء آلات وهياكل لا تقتل الناس. يمكن لأي شخص أن يبني منزلاً ، ولكن فقط مهندس جيد يمكنه بناء منزل لن يدفن السكان تحت أنقاضه.

الطائرات والصواريخ التي لا تسقط من السماء ، والمنازل التي لا تدفن السكان تحت الأنقاض ، ومصممي الأطفال الذين لا يكسرون الصدمات الكهربائية ، ومراكز التسوق التي لا تحرق الزوار إلى السينما - كل هذا هندسة حقيقية .



الهندسة هي واحدة من أكثر المجالات الموثقة والموثقة للنشاط البشري التي تغطيها مئات المعايير والمتطلبات والإجراءات والتوصيات. وجميع هذه الوثائق ، في الواقع ، مكتوبة بالدم - دم عشرات الآلاف من الأشخاص الذين ماتوا بسبب حقيقة أن شخصًا أنقذ ، لم يحسب ، لم يتوقع أو لم يحذر.

لا تعتمد الهندسة أبدًا على أطروحات مثل "حتى الآن لم يعاني أحد من هذا" - لأن الكثير منهم اعتمدوا عليها بالفعل ، من عمال مصنع أوباو الذين سحقوا نترات الأمونيوم بالمتفجرات ، لأنه لم يفجر أبدًا من قبل (561 قتيلًا ، أكثر من واحد ونصف ألف جريح ، تم تدمير المصنع بالكامل ، تم تدمير المدينة المجاورة جزئيًا) ، قبل قيادة وكالة ناسا ، التي باعت إذنًا لإطلاق مكوك تشالنجر ، لأن حرق حلقات الختم في وقت سابق لم يؤدي إلى حادث (7 قتلى).

"لقد لاحظنا ظاهرة مشابهة في سياق العديد من الرحلات السابقة ، وليس لدينا أي سبب يدعو للقلق بشأن سلامة الهبوط" ، اقرأ الرسالة من رأس الرحلة الأخيرة للمكوك كولومبيا (7 قتلى).

الهندسة عبارة عن كمية ضخمة ومتراكمة من المعرفة حول كيفية وكيفية القيام بذلك حتى لا يصب أحد.

لفهم أن هذا التصميم أو ذاك سيقتلك ، ليس من الضروري على الإطلاق استخدامه ، بل وأكثر من ذلك - لمراقبة المشكلة شخصيًا. ليس من الضروري حرق مركز تسوق جديد للتأكد من أن عدم وجود مخارج للطوارئ فيه سيقتل العشرات من الأشخاص - متطلبات مخارج الطوارئ موصوفة في SNiPs منذ عقود ، وإذا لم تكن هناك أبواب طوارئ في خطة مركز التسوق ، فليس من الضروري استخلاص استنتاجات شخصية حول انعدام الأمن للزيارة ، بل وأكثر من ذلك - لحرقها.

ليس من الضروري ، أثناء الجلوس في مقياس Bitronix EEG ، لمس البطارية المؤرضة بقدمك - متطلبات السلامة للأجهزة الطبية موصوفة أيضًا في المعايير منذ سنوات عديدة ، ويتم وصفها هناك ليس بناء على طلب الكعب الأيسر ، ولكن وفقًا لنتائج التحقيقات في وفيات الأشخاص الذين قتلوا من قبل الأجهزة الطبية قبل عن كيفية وصف هذه المتطلبات. وإذا لم يكن هناك عزل كلفاني في مقياس EEG ، لاستنتاج أنه غير آمن ، لا تحتاج إلى وضعه على رأسك ، بل وأكثر من ذلك ، لصدمة نفسك من خلاله.

غدا سنبدأ في قتلك

لسوء الحظ ، على الرغم من أنني أرى الكثير من المناقشات حول تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في روسيا ، إلا أنها تتلخص في كيفية تعليم أطفال المدارس والطلاب على القيام بشيء مفيد ، ولكن ليس بشيء آمن . قضايا الأمن ، من القواعد الأولية إلى أمن الأنظمة المعقدة ، ببساطة لا تتم مناقشتها ، ولا يبدو أنها موجودة - وإذا ظهرت كلمة "الأمان" في مكان ما ، يمكنك التأكد تمامًا من أن الكلمات "العمل على الإنترنت" ستستمر.

والآن نرى الطائرات بدون طيار التي يبلغ وزنها 5 جنيهات تطير ذهابًا وإيابًا وسط حشد من الضيوف في Skolkovo ، وهو المشروع المدعوم من ASI لواجهة عصبية كهربائية متشددة ، ومحركات الصواريخ تنفجر في المرائب والعديد من الأشياء المدهشة الأخرى - الكثير لدرجة أنني شخصياً أشعر بالخوف بالفعل في الوقت الذي ستنمو هذه الشركات الناشئة وتبدأ بنفس المستوى من المسؤولية لتصميم الطائرات الحقيقية والأجهزة الطبية الحقيقية.

كيف يتفاعل أولئك الذين اضطروا بالفعل إلى القيادة في رؤوسهم حيال هذا أنه لا يوجد هدف أكثر أهمية من منع قتل شخص بواسطة آلة؟

اسمحوا لي أن أقدم لكم بعض الاقتباسات من مناقشة حالة Bitronics Lab على Facebook في نهاية هذا الأسبوع. لقطات شاشة مباشرة ، لأنه بخلاف ذلك سيكون من الصعب الاعتقاد في أماكن ليست هذه شخصيات خيالية غريبة.

لا يفهم Timur Bergaliev ، الرئيس التنفيذي لـ Bitronics Lab ، ما هي المشكلة ، ويعتقد أيضًا أنه يمكن دمج LDO 5 فولت في Arduino ، من حيث المبدأ ، إذا كان ذلك:



يعتقد يوري أموسوف ، الأستاذ في معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا ، المستشار العلمي لتيمور بيرغالييف ، أنه لا توجد حاجة لإحداث ضجيج حول هذه المشكلة ، لكنك تحتاج فقط إلى مساعدة تيمور بطريقة ودية للتوقف عن محاولة قتل الناس:



يعتقد Andrey Guryev ، المعلم الفيدرالي للروبوتات في مجمعات تكنولوجيا الأطفال "Quantorium" ، أنه في أسوأ الأحوال سيحصل المستخدم على "تهمة نشاط" ، ولكن بشكل عام لن يكون أحد مذنبًا بشكل خاص:



وبالفعل ، فإن كل هذه الضجة تمتص من الإصبع على الأرجح:



حتى بعد أن أدرك المصنع نفسه المشكلة والخطر المحتمل للجهاز ، استمر السيد جورييف في الإصرار على أنه لم ير أي شيء من هذا ، ولم تنطبق متطلبات السلامة للمعدات الطبية على لعبة EEG meter ، وتم طلب القصة بالكامل فقط من قبل المنافسين العلاقات العامة السوداء.

يتمتع أليكسي فيليمونوف ، مدير العلامة التجارية لشركة Educational Robotics في Digis Group ، وهي مورد لهذه المنتجات ، بالمرح مع Guryev. الحوار ، مرة أخرى ، بعد أن اعترف المصنع نفسه بوجود المشكلة. هذه فكرة سخيفة للغاية ، أليس صحيحًا أن الطفل يمكن أن يصدم ، ربما حتى الموت؟



هذا لا يعني أن المشكلة لم يتم ملاحظتها حقًا من قبل وسائل الإعلام - نشر "الصناعة" Edurobots على الفور قصة إخبارية لم تقل ... لا شيء. مثل ، اندلع نقاش على Facebook ، يعتقد Artamonov أن كل شيء سيئ ، و Guryev لا يتفق معه.



للعثور على شخص خارج هذه القصة لديه خبرة في المعدات الطبية ويفهم أساسيات الأمان ، أعتقد أنه حتى مساء السبت كان من الممكن لمدة نصف ساعة كحد أقصى - حتى إذا كنت قد راجعت التعليقات على نفس Facebook ، نظرت في الملفات الشخصية لمؤلفيهم واخترت زوجين شخص ليس لديه علاقة صريحة معي ، أو مع جوريف ، أو مع Bitronics Lab ، ولكن لديه مشاكل ذات صلة بمكان العمل.

ولكن لا ، لماذا تفعل شيئًا بشأن هذه المسألة مثل سلامة الأطفال؟ من الأفضل أن نجلس بهدوء وننتظر تعليقات قرائنا.

كفى؟

يبدو لي أنه إذا كنت تبحث عن أزمة في التعليم الهندسي والتقني الروسي ، فلا يعني ذلك بأي حال من الأحوال أنه في مكان ما في المسابقات لم يمر الروبوت بسرعة كافية.

ماذا سنفعل بهذا ، وكيف سنعيش معه

بالحديث عن هذا الوضع المحدد ، أدركت Bitronics Lab يوم الاثنين الماضي وجود المشكلة ووعدت بإرسال عزل كلفاني لمنفذ USB استنادًا إلى ADuM4160 لجميع مشتري المصمم في المستقبل القريب .



إذا لم تتطرق إلى السؤال الذي لم يكن يجب أن يتطور إليه هذا الوضع على الإطلاق ، فعندئذٍ يكون رد فعل Bitronics Lab في الظروف الحالية سريعًا ومناسبًا قدر الإمكان.

بالنسبة للمشكلة العالمية ، لنكون صادقين ، لا أرى حلاً بسيطًا هنا - نفقد بهدوء فرعًا كاملاً من المعرفة ، على الأقل في المجال العام. بتعبير أدق ، ولا حتى صناعة ، بل منهجية للعمل فيها. , , . , , ( «»?..), .

— , . 10-20 , Bitronics , .

— . , — , , . — « »? .

, , Bitronics Lab, , — , , .

, , . , , — , , .

, — , , , , -, , . - , : , , — (, , ; ), , , , . , , — , , , .

, — ? , , ? , , — - , ? ?

, - .

10 , .