Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar...

29
Jövő internet kutatások a felhő- alapú robotikától az egészségügyi rendszereken át a fenyegető biztonsági problémákig. Dr. Tick József

Transcript of Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar...

Page 1: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Jövő internet kutatások a felhő- alapú robotikától az egészségügyi

rendszereken át a fenyegető biztonsági problémákig.

Dr. Tick József

Page 2: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Távirányítás, távvezérlés Interneten

Kutatásvezető: Dr. Molnár András

Page 3: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

autonóm eszközök irányítása az Interneten keresztül,

figyelembe véve a kapcsolat késleltetését az adatok és parancsok küldése és fogadása során,

a biztonságos üzemeltetés érdekében titkosítás alkalmazása,

a megbízható, hibamentes átvitel érdekében integritásellenőrzés beépítése,

a késleltetés miatt a valósidejű irányítás nem alkalmazható, magas szintű parancsok használatának kidolgozása szükséges

Page 4: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Akvárium távfelügyelet• Folyamatos online akvárium

felügyelet• Webkamerán keresztül az

esetleges bajok felfedezése• Beavatkozási lehetőségek

Page 5: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

• TCP/IP platform független, kétirányú, közel valós idejű kapcsolat.

• A rendszer alapja egy Raspbery Pi szenzorok-kal és beavatkozó rendszerrel kiegészítve– 4 db hőmérő szenzor, 1 db páratartalom

mérő – Vízszint mérés, víz utántöltés– 2 db kapcsolható konnektoraljzat

(világításhoz)– 2 db webkamera– Webes elérési lehetőség– Android alkalmazás

Page 6: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

• Világítás kapcsolása telefonról• Folyamatos élő webkamera kép• Folyamatos állapotmonitorozás

Page 7: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette
Page 8: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette
Page 9: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

• elsődleges cél: tapasztalatok szerzése az interneten keresztül történő, változó válaszidejű rendszerek vezérlési területén,

• a képátvitel biztosítja a valósidejű visszajelzést a felhasználó felé, míg a kiadott parancsok a távirányítás, távvezérlés funkciókat valósítja meg.

• a tesztelési eredmények jól igazolták, hogy a hagyományos utasítás-nyugtázás mechanizmus nem megfelelő,

Page 10: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

• a rendszer rendelkezik nyugtázással, de gondoskodik bizonyos feltételezések felhasználásával a folyamat fenntartásáról akkor is, ha egy-egy nyugtázás nem érkezik meg,

• tekintettel arra, hogy a teljes rendszer - bár tartalmaz valós idejű elemeket - nem időkritikus, alkalmas irányítási rendszerek vizsgálatára úgy, hogy esetleges hibák esetén sem történik nagyobb probléma.

• Az eredmények alapján valós idejű interneten keresztül történő járművezérlést kívánunk megvalósítani.

Page 11: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Real-time szabályozás egészségügyi eszközökben

Kutatásvezető: Dr. Kovács LeventeDr. Kozlovszky Miklós

Page 12: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Egészségügyi eszközök monitorozása, automatizált szabályozása és felügyelete fontos probléma.

Az ÓE NIK Élettani szabályozások kutatócsoportja elsősorban a mesterséges hasnyálmirigy kapcsán foglalkozik az adatok monitorozásával és a real-time visszacsatolt automatikus beavatkozás kérdéskörével ún. in-silicokörnyezetben.

A k

utat

ás c

élja

:

Page 13: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette meg, mely a nemzetközi szinten publikált egyénre szabott algoritmusokat képes kiegészíteni és ezek korlátait kiterjeszteni.

A biztató eredményekből kiindulva algoritmusunk validációját több alany valós adatain teszteltük, valamint megfelelő célhardvert terveztünk, a telemedicinálisalkalmazhatóság irányában is elindulva.

Page 14: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Mind lokális (pl. páciens alapú inzulinpumpa – vércukormérő keretében) mind globális (orvosi kiértékelés – páciens beavatkozás telemedicinai alkalmazás oldal) szempontokat figyelembe vettünk.

Az egyénre szabott szabályozási algoritmusok egyre jobb eredményeket érnek el világszerte a mesterséges hasnyálmirigy tématerületében, de számos, fiziológiailag fontos tényezőt hanyagolnak el (pl. fizikai aktivitás, stressz).

Page 15: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Mesterséges hasnyálmirigy (AP) = Automatikus vércukorszabályozó rendszer

Mire van szükség? 1Folyamatos vércukormérőInzulinpumpaSzabályozási algoritmus

1 – B.W. Bequette (2005). Diab. Tech. and Therap., 28-47.

Page 16: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

MAPMagyar Mesterséges Pancreas Munkacsoport

Megalakulás: 2010

Részvevők: ÓE NIK + MDT 11 inzulinpumpa centruma

Page 17: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

      GUI

MI knowledge module

lifestyle log DB

MI DB

Patient Pal

PatientLifestyle log

Assessment

Medical Sensors

Take measurement

Blood glucose, HR, etc 

measurement data

GUI

MI knowledge module

Federated lifestyle log DB

Supervising Physician

MAM device

Medication logMedication log

Data storage

Family, nurseMissing 

medication warnings

Regimechange

Data sync

Page 18: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Kovács Levente, PhD [email protected]Óbudai Egyetem, Neumann János Informatikai Kar, Élettani Szabályozások Csoport

Kozlovszky Miklós, PhD [email protected]‐obuda.huÓbudai Egyetem, BioTech Tudásközpont

Elérhetőség:

Page 19: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Valós idejű egészségügyi távmonitorozás

Kutatásvezető: Dr. Kozlovszky Miklós

Page 20: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

A jelenlegi Internet sok jellemzője problémákat jelent valós idejű egészségügyi adatok (EKG,EEG,pulzus, hőmérséklet) átvitelekor.

A problémák elsősorban az átviendő nagy adatmennyiség, a rengeteg végponti szenzor, a folyamatos adatküldés, illetve az átküldés minőségének szinten tartásából adódnak.

Célunk prototípus rendszerek kialakításán és vizsgálatán át valós idejű egészségügyi adatok gyűjtése és elemzése

A k

utat

ás c

élja

:

Page 21: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Fejlesztési eredményekValós idejű, távoli élettani és

környezeti paramétereket monitorozó rendszer

Mozdulatmonitorozó rendszer

DAQit(DAQ+szenzorok)

Csapat monitorozás extrém körülmények között

+ speciális ruhák

Telemedicina

Motiváció és készségfejlesztés játékos formában

+ játékkonzolok

MOVANDIS +

Mozgásleíró nyelv

Telerehabilitáció

+ mozgás szenzorokMonitorozássportközben

sport

Page 22: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Teszt és mintarendszerek(Jelenlegi és tervezett)

Obezitás (gyermek)Szív és érrendszeri (Stroke/infarktus) utógondozásMotorikus problémák (kialakítás alatt)Hagyományos távoli páciensmonitorozás

(szív és érrendszeri paraméterek követése)

Page 23: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Kozlovszky Miklós, PhD [email protected]‐obuda.huÓbudai Egyetem, BioTech Tudásközpont

Elérhetőség:

Page 24: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

A jövő internet szoftverbiztonsági kérdései

Kutatásvezető: Dr. Erdődi László

Page 25: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

A jövő internet elméleti alapjainak erősítése az alkalmazások biztonsága érdekében,

olyan támadási technikák vizsgálata és bemutatása, amelyekkel a szoftver hibák kijátszhatóak és a szoftverek kártékony működésre kényszeríthetőek,

várhatóan a jövő támadási formáinak alapja a return oriented programming és a jumporiented programming lesz.

Cél a hatékony felderítés és védekezés módjainak kutatása, kifejlesztése.

Page 26: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Memória korrupcióval és ezek kiaknázásával kapcsolatos

kutatások

• Szoftverhibákon alapszanak, melyekkel támadó kód lefutására kényszeríthetőek az operációs rendszerek

• A virtuális memória tér számos gyenge ponttal rendelkezik

• A támadási és védekezési technikák is folyamatosan fejlődnek

Page 27: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Lokális változók, metódus paraméterek, kivételkezelés adatai,visszatérési cím

Osztott könyvtárak (dll, so fájlok)

Dinamikus változók

Globális változók

Lefordított kód

Fizikai memória

Virtuálismemória

Page 28: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

* Bletsch, Jiang, Freeh 2011

A támadás a stack használata nélkül fut le (a legtöbb védekezés hatástalan ellene)

Utasítás 1jmp

Utasítás 2jmp

Utasítás 3jmp

Dispatcher gadgetindex mutató növeléseAz aktuális címre ugrás

Dispatcher tábla:Memória cím1Memória cím2Paraméter 1Paraméter 2Memória cím3Paraméter4

Page 29: Dr. Tick József · Az Óbudai Egyetem Élettani Szabályozások kutatócsoportja a Magyar Diabétesz Társasággal karöltve egy általános szabályozási algoritmus alapjait teremtette

Köszönöm a figyelmet!