无线网络丢包下的可靠人工胰脏控制策略

“网络丢包时‘人工胰脏’的可靠控制” 糖尿病是一种慢性疾病，对全球公共卫生造成了巨大负担。为了有效管理和治疗糖尿病，尤其是1型糖尿病，人工胰脏（Artificial Pancreas, AP）系统被视为重要的技术手段。人工胰脏通过结合连续葡萄糖监测（CGM）和胰岛素输注，旨在模拟人体胰腺的功能，自动调节血糖水平。随着无线通信技术的发展，无线网络被整合到人工胰脏系统中，以便远程监控和控制，提高了患者的便利性。 然而，无线网络技术的应用引入了一个关键问题——网络丢包。在网络通信中，丢包是指数据包在传输过程中未能到达目的地。在人工胰脏系统中，这种现象可能导致控制指令的丢失或延迟，从而影响血糖控制的准确性和实时性，对患者健康构成潜在威胁。 为了应对这一挑战，文章提出了一种新的丢包描述形式，即一般化丢包模型。该模型更全面地考虑了丢包的各种情况，包括随机丢包、选择性丢包等，以更好地反映实际网络环境中的复杂性。接下来，作者介绍了一种增强版的模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）策略，用于补偿网络丢包带来的影响。 模型预测控制是一种先进的控制算法，它基于对未来状态的预测来制定当前控制决策。在考虑到网络丢包的一般化模型后，增强版的MPC方法能够预先估计丢包可能带来的偏差，并相应地调整控制输入，以确保系统的稳定性。这种方法在作者开发的1型糖尿病仿真平台上进行了验证，结果显示，相比于传统的MPC，新方法能显著提高闭环控制的效果，增强了人工胰脏系统的可靠性和鲁棒性。 这篇论文关注的是在存在网络丢包的情况下，如何通过改进控制策略来保证人工胰脏系统的可靠运行。其贡献在于提供了一个更为全面的丢包模型，并提出了一种有效的控制算法，以适应无线通信环境中的不确定性。这对于提升糖尿病管理技术的安全性和有效性具有重要意义。