明天我们将开始杀死您,或者为什么我们需要工程师

哈Ha 在这个悲惨的标题下,我想谈一谈“工程科学”是什么,工程师的主要职责是什么,如果他不能应付,会发生什么?在我看来,这个话题最近变得越来越重要,而我看不到它的公开讨论。

这使我想到了一个故事,这个故事是在周末(通过我的积极参与)通过Bitronics Lab的“神经接口” 爆发的 -用于去除脑电图和肌肉活动的儿童训练套件,由于制造商不遵守基本要求,经仔细检查后发现使用起来非常不安全医疗设备的电气安全。

这个故事很能说明问题,它说明了随着复杂性的增加,由看似安全的组件组成的系统对于其作者来说将变得危险-而且,以简单,家用和直观的系统为例,而不是人们喜欢的原子反应堆或喷气式飞机衬套以像我最喜欢的《 邀请灾难》这样的书作者为例。

此外,一方面,这个故事以一个圆满的结局(制造商迅速意识到了这个问题,现在正在着手解决方案),另一方面,它揭示了许多人根本不知道的深度,从技术史上成为历史。关于人。

因此,一家备受尊敬的俄罗斯公司拥有一大批同样受尊敬的合作伙伴,它们会制造昂贵的,但按需提供的现代培训套件,需要使用经过时间考验并被认为是完全安全的组件-Arduino,传感器,个人计算机。



看来可能出什么问题了?

如果您观看Bitronics培训视频 (该站点出于某种原因而不是工具包的描述),那么交付包将非常明显-这是一块普通的Arduino Uno板,一个用于ECG传感器的模拟接口板,一些粘贴在皮肤上的电极,以及电线,面包板和其他琐事。 整个系统都连接到计算机的USB端口。 本示例中的一个电极(以下是屏幕截图的电极)被粘在耳朵后面的头皮上。



试剂盒作者未考虑的第一个问题始于对医疗设备提出更高的电气安全要求的事实,这是有原因的。 事实是,在大多数家庭情况下,电击不会对受害者造成伤害,因为一个人本能地将他的手拉开,断开了链条-死亡主要发生在一个人抓握好导电电路以至于身体不会猛跳时允许他解开钩子,也不能解开他的手,因为手臂肌肉被流过它们的电流麻痹了(如果电流超过所谓的释放阈值,则该值很小,只有几毫安)。

医疗设备的问题在于,在大多数情况下,电极固定在患者身上,因此原则上不能通过反射运动将电极从电极上解放出来-例如,在去除EEG或ECG的情况下,电极会粘在皮肤上。 此外,为了进行测量,需要电极与皮肤的最高质量的接触,因此,经常使用特殊的凝胶,以改善这种接触。 最终,从电击的角度来看,电极的位置可能比在日常情况下更令人不愉快-心脏区域的胸部,头部等。

在这种情况下,从1 mA(有时甚至更低)开始的电流会变得很危险,这在日常生活中会引起最大程度的不适感。 此外,由于在操作过程中电极上可能会出现非零电位,因此即使使用功能齐全的设备,也可能会触电,例如,如果他接触了接地物体(设备的身体,加热电池,水管等)。

当前的医疗设备安全标准明确,明确地描述了在这种情况下流经患者身体的情况,并对电流进行了严格限制:持续电流不超过0.1 mA,发生故障时一次不超过0.5 mA设备(在某些情况下,限制又降低了十倍,请参阅GOST 30324.0-95 )。

但是也许对我们来说一切都很好-毕竟Arduino仅由5 V供电,这样的电压会不会产生超过几十微安的电流?

开发人员未考虑的第二个问题是,包含其系统的计算机机箱上的电压可能高得多。

通常,这种知识是微不足道的,并且至少每隔一秒就能获得一次-由于在俄罗斯使用最广泛的无接地插座,尤其是没有接地的插座,在计算机机箱上始终存在一个交流电压,恰好等于网络电压的一半,即230 / 2 = 115V。

事实是,在典型的开关电源的输入滤波器中,有一对电容器在电源线和计算机机箱之间形成一个分压器-在正常运行期间,当计算机连接到接地的三极插座时,通过这些电容器的电流会流向地面。 这些电容器可能不是最便宜的中国垃圾中可用的,但是以任何最低限度的技术都可以使用,因为对电磁兼容性的要求要求过滤电源产生的噪声。

如果您家里的电线没有接地,则可以使用传统的万用表,然后将其粘贴在计算机和加热电池之间,亲自观察到约115 V和约0.5-1.5 mA(正负),具体取决于计算机设备,在电源中也具有这些电容器)。

这通常是不愉快的,但不是危险的-意外触摸计算机,用加热电池加热脚的用户会略有痒感,并且手会向后拉。 但是,外围设备的用户(使用铝制外壳的相同游戏键盘)经常抱怨随之而来的感觉,在Facebook上,他们告诉我,完全没有接地的情况很危险-在办公室,插座之间铺设了地线,但没有屏蔽已连接; 占用了加热电池和计算机的用户收到的电流不是1 mA,而是10到20倍,因为房间中的所有计算机都用电流使他震惊。

但是,我们正在谈论Bitronics Lab套件,该套件:

  • 连接到没有电气隔离的计算机,即 其所有触点上的电势与未接地计算机机箱上的电势相同,为115 V,对地短路电流为0.5-1.5 mA;
  • 用特殊电极连接到用户,在该电极上存在115 V的相同电势;
  • 电极不仅粘在使用者的皮肤上,而且粘在使用者的头上。

用户不想触摸接地的加热电池会有什么影响,我不想说-他们告诉我,当电库仑法将意外施加到电极上的30伏电压视为我眼前最明亮的闪光时,但是在这里,由于电极的位置不同,它会更像是浅色的形状电惊厥疗法(根据世界卫生组织目前的规定,未成年人禁止使用这种疗法,并且需要成年人的书面同意)。

此外,即使计算机接地也不能保证不会造成不良影响-加热电池可能属于与插座接地不同的接地回路,如果做得不好,它们之间可能会有数十伏的电压。

最后,在其他一些设备上,例如在廉价的中国智能手机充电时,可能根本会发生泄漏-精心接地的计算机本身将充当“避雷针”,在此电流中-并一直流过您-该电流将自由流动。 通过这种方式,它们会在浴室的可充电智能手机中死亡-铸铁浴缸和金属管接地,并且高湿度极大地增加了充电器内部发生故障的可能性,同时降低了皮肤的抵抗力。

第三 ,制造商根本不考虑有故障的设备的选择-计算机或其他外围设备中的电源,其结果是,来自插座的230 V电压会飞到不接地的计算机机壳,再从该电源飞到粘在用户头部的电极上。 不能说这种故障是如此令人难以置信-Bitronics Lab的设计人员是为未经训练的用户在不受控制的条件下使用而设计的,也就是说,其他任何东西都可以用作其他设备。

中国200卢布的电荷, 正式在俄罗斯的商店出售,同时一次和二次电路之间的间隙在1毫米左右(这是300 V左右的电强度,甚至比正常情况下振幅电压的出口还要小),I拆卸并亲眼看到。

现在,我想看看Bitronics Lab的工程师和管理人员如何看待他们的客户,这句话是:“如果一套价值25,000卢布的设备无法通过电隔离节省500卢布,那么廉价的中国电源不会杀死您-但是另一方面,无论如何,这不是我们的错,而是中国人。”

Bitronics Lab生产的儿童套件可能会惊吓甚至杀死儿童的案例,这种情况自然不是唯一的-在同一Habré上专门针对另一个智能插座的一堆文章中,您会发现很多违反普通电气安全规则的行为。 已经有多少种类似的产品可供出售和流通-人们只能猜测。

那么什么是工程学?


如果您询问众多机器人和其他STEM活动家,他们很可能会告诉您,工程学是创造有助于人们的机器和结构的科学。 这根本是错误的。 工程学是创造不会杀死人的机器和结构的科学。 任何人都可以盖房子,但是只有一个好的工程师才能盖房子,不会将居民埋在废墟下。

不会从天上掉下来的飞机和火箭,不会将居民埋在废墟下的房屋,不会破坏电击的儿童设计师,不会烧毁电影院游客的购物中心-所有这些都是真实的工程。

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工程是人类活动中被最多记录和记录的领域之一,涵盖了数百个标准,要求,程序和建议。 实际上,所有这些文件都是用鲜血写成的-成千上万的人的鲜血是由于有人保存,没有计算,没有预见或没有警告的事实而死亡的。

工程从未像“到目前为止没有人遭受过这样的痛苦”那样依赖这些论点-因为已经有很多人依赖它们,来自Oppau工厂的工人们用炸药粉碎了硝酸铵,因为他以前从未引爆(561人死亡,半个多半)数千人受伤,工厂被完全摧毁,毗邻的城市被部分摧毁),在NASA领导之前,后者实际上出售了发射挑战者号航天飞机的许可,因为较早地燃烧密封圈并未导致事故(共7人死亡)。

“我们在之前的几次飞行中都观察到了类似的现象,我们绝对没有理由担心着陆安全,”哥伦比亚号航天飞机上一次飞行的首长的信中写道(7人死亡)。

工程学是关于如何做以及如何做的无数累积的巨大知识,因此没有人受到伤害。

为了了解该设计会杀死您,绝对没有必要使用它,甚至更不用说了-亲自观察问题。 没有必要烧毁新的购物中心来确保没有紧急出口会杀死数十人-几十年前的SNiP中已经描述了紧急出口的要求,并且如果购物中心计划中没有紧急门,则无需亲自得出有关其不安全性的结论。参观,甚至更多-在里面燃烧。

不必坐在Bitronix脑电图仪上,就可以用脚接触接地的电池-很多年前,标准中也对医疗设备的安全性要求进行了描述,而对这些设备的描述并不是应左脚跟的要求,而是根据对之前被医疗设备杀死的人死亡的调查结果得出的这些要求的描述方式。 而且,如果EEG计中没有电隔离,则可以得出结论认为这是不安全的,您无需将其戴在头上,甚至更不用说使它震惊。

明天我们将开始杀死你


不幸的是,尽管我在俄罗斯看到了很多关于STEM教育的讨论,但它们全都归结为如何教小学生和学生做一些有用的事情,但不是安全的事情。 从基本规则到复杂系统的安全性,根本都没有讨论过安全性问题,它们似乎不存在-如果听起来“安全性”一词在某些地方,您可以绝对确定“在Internet上工作”一词将继续存在。

现在,我们看到5磅重的无人机在斯科尔科沃(Skolkovo)中飞来飞去,这是ASI支持的电惊厥神经接口项目,火箭发动机在车库中爆炸以及许多其他令人惊奇的事情-如此之多,以至于我个人都已经害怕了一切这些初创公司将成长起来,并开始承担设计真正的飞机和真正的医疗设备的责任。

那些已经不得不抬头的人对此有何反应,那就是没有比阻止机器杀死人更重要的目标了?

让我为您提供一些来自本周末在Facebook上讨论Bitronics Lab案例的报价。 直接截图,因为否则很难相信这些不是怪诞的虚构人物。

Bitronics Lab的首席执行官Timur Bergaliev不了解问题所在,并且还认为,原则上可以融合Arduino中的5伏LDO,前提是:



莫斯科物理技术学院教授 ,帖木儿·贝加利耶夫(Timur Bergaliyev)的科学顾问尤里·阿莫索夫Yuri Ammosov)认为,无需围绕此类问题制造噪音,但您只需要以友好的方式帮助帖木儿(Timur),以制止试图杀死人的事情:



儿童乐园“ Quantorium”的联邦机器人辅导员安德烈·古里耶夫Andrey Guryev)认为,在最坏的情况下,用户将获得“活力”,但总的来说,没有人会对此特别认罪:



实际上,所有这些炒作很可能是从手指上吸走的:



即使制造商自己意识到了问题所在和设备的潜在危险,古列耶夫先生仍然坚持认为他没有看到任何东西,医疗设备的安全要求也不适用于玩具脑电图仪,整个故事仅由竞争对手订购。黑色公关

这类产品的供应商Digis Group的教育机器人技术品牌经理Alexey Filimonov与Guryev玩得很开心。 在制造商自己确认问题存在之后,再次进行对话。 这是一个非常荒谬的想法,难道孩子会被震惊甚至死亡甚至被吓死吗?



这并不是说这个问题并没有被媒体真正注意到-“工业”出版物Edurobots立即发布了一个新闻报道 ,说……什么也没有。 就像在Facebook上爆发了一场辩论一样,阿尔塔莫诺夫(Artamonov)认为一切都不好,古列耶夫(Gurevev)也不同意。



为了找到一个关于整个故事的局外人,他有医疗设备的经验并且了解安全的基本知识,我认为即使在星期六晚上,也可能最多半个小时-即使您浏览了同一Facebook上的评论,查看了其作者的个人资料并选择了几对与我,古列耶夫(Guryev)和Bitronics Lab没有明显关系但与工作场所相关的人。

但是不,为什么要在儿童安全等问题上做些什么? 让我们最好安静地坐着,等待读者的评论。

够了吗

在我看来,如果您正在寻找俄罗斯工程技术教育方面的危机,那么这绝不是机器人在比赛中的某个地方并没有足够快地通过比赛。

我们将如何处理,我们将如何生活


在谈到这种特定情况时,上周一,Bitronics实验室认识到了问题的存在,并承诺在不久的将来将基于ADuM4160的USB端口的电气隔离发送给设计人员。



如果您根本不提出这种情况,那么在当前情况下,Bitronics Lab的反应将尽可能快且充分。

老实说,关于全球性问题,我在这里看不到一个简单的解决方案-我们悄悄地失去了整个知识领域,至少在公共领域。 更确切地说,甚至不是一个行业,而是一个在其中工作的方法。 , , . , , ( «»?..), .

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN427195/


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