CN111347428B - 基于5g网络的智能医疗机器人的控制方法 - Google Patents

基于5g网络的智能医疗机器人的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法,包括:智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求,并获取IP地址;智能医疗机器人向控制器发起业务接入请求;控制器根据业务接入请求中携带的智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号,向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应,建立智能医疗机器人与控制器之间的通信链路;控制器发起对智能医疗机器人的控制命令,所述控制命令中携带智能医疗机器人的IP地址或IP地址及端口号。利用本发明提供的方法,可以有效解决现有5G网络中给每个连接随机分配动态IP地址,从而导致远程医疗机器人和控制器无法进行有效通信的问题,实现5G在远程医疗中的应用。

Description

基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法
技术领域
本发明属于数据通信技术领域,具体地说涉及一种基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法。
背景技术
近年来以医用物流机器人为代表的智能医疗物流系统在医院中得到迅速应用。医用物流机器人可以基于各种传感设备实现自主导航,并可以执行自动乘坐电梯、自动装卸等智能化工作,可以应用在消毒供应室、手术中心、库房、住院病区、检验科等科室,承担手术无菌包、高值耗材、静脉输液包、药品、标本、母乳、医疗垃圾等物品的配送职责。医用物流机器人可以与轨道式物流传输系统实现无缝对接,解决物流活动中劳动力匮乏、人力成本、效率低下等问题。此外,随着埃博拉病毒、新冠病毒等公共卫生事件的发生,为降低医护人员的感染概率,提升消毒效率和安全性,医用消毒机器人也开始逐步在部分医院投入使用。现有的5G通信系统中,网络给终端分配的IP地址都是随机的,每次业务连接建立时都会改变。因此,无法直接利用现有5G网络实现控制器对基于5G网络的智能医疗机器人进行远程控制。
因此,现有技术还有待于进一步发展和改进。
发明内容
针对现有技术的种种不足,为了解决上述问题,现提出一种基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法。本发明提供如下技术方案:
一种基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法,包括:
智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求,并获取IP地址;
智能医疗机器人向控制器发起业务接入请求;
控制器根据业务接入请求中携带的智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号,向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应,建立智能医疗机器人与控制器之间的通信链路;
控制器发起对智能医疗机器人的控制命令,所述控制命令中携带智能医疗机器人的IP地址或IP地址及端口号。
优选的,智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求,并获取IP地址的方法为:
智能医疗机器人向移动和接入管理功能单元发送会话连接建立请求;
移动和接入管理功能单元向会话管理功能单元发送会话上下文请求;
会话管理功能单元向统一数据管理模块获取会话对应的智能医疗机器人的用户签约数据,统一数据管理模块向会话管理功能单元反馈所述用户签约数据;
会话管理功能单元向用户平面功能单元发送连接隧道建立请求,用户平面功能单元反馈连接隧道建立请求响应;
会话管理功能单元向智能医疗机器人发送连接建立完成消息。
优选的,智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求,并获取IP地址具体为:
智能医疗机器人向移动和接入管理功能单元发送会话连接建立请求,其中,会话连接建立请求包含以下信息:智能医疗机器人的第一标识、连接标识、网络切片标识、数据网络名称、连接请求类型标识,智能医疗机器人的第一标识为智能医疗机器人的真实标识或根据智能医疗机器人的真实标识的部分字段进行椭圆函数运算后得到结果叠加网络配置信息得到的保密标识;
移动和接入管理功能单元向会话管理功能单元发送上下文服务请求,其中,上下文服务请求中包含:智能医疗机器人的第二标识、连接标识、网络切片标识、数据网络名称、连接请求类型标识、移动和接入管理功能单元标识,智能医疗机器人的第二标识为智能医疗机器人的真实标识;
会话管理功能单元向统一数据管理模块获取会话对应的智能医疗机器人的用户签约数据,统一数据管理模块向会话管理功能单元反馈所述用户签约数据,其中,所述用户签约数据包含准许的连接类型、网络切片标识和数据网络标识;
会话管理功能单元向用户平面功能单元发送连接隧道建立请求,用户平面功能单元反馈连接隧道建立请求响应,其中,所述连接隧道建立请求中包含会话管理功能单元为连接提供的用于用户平面功能单元向会话管理功能单元发送数据的第一隧道标签,所述连接隧道建立请求响应中包含用户平面功能单元为连接提供的会话管理功能单元向用户平面功能单元发送数据的第二隧道标签;
会话管理功能单元根据连接请求类型标识、数据网络名称、以及用户签约数据确定给智能医疗机器人分配的IP地址或IP地址及端口号;
会话管理功能单元向智能医疗机器人发送连接建立完成消息,其中,所述连接建立完成消息中包含为智能医疗机器人配置的连接数据传输的第一路由信息,以及会话管理功能单元为智能医疗机器人配置的IP地址或IP地址及端口号。
优选的,智能医疗机器人分配的IP地址是会话管理功能单元从用户平面功能单元处获得,或者,是会话管理功能单元从统一数据管理模块处获得。
优选的,会话管理功能单元确定给智能医疗机器人分配的IP地址或IP地址及端口号时,当数据网络名称与用户签约数据中包含的数据网络名称一致时,且用户签约数据中为此数据网络名称配置的IP地址规则为分配固定IP地址时,会话管理功能单元给所述智能医疗机器人配置固定IP地址或固定IP地址及端口标识。
优选的,连接建立完成消息中包含的IP地址为智能医疗机器人的内网IP地址,以及所述内网IP地址对应的,由用户平面功能单元或用户平面功能单元相连的防火墙转换的固定外网IP地址;或者,所述IP地址为智能医疗机器人的固定外网IP地址。
优选的,所述业务接入请求包含以下信息:智能医疗机器人的第三标识,智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号;智能医疗机器人的第三标识为智能医疗机器人在医疗控制系统内的设备标识;控制器的访问地址预先在智能医疗机器人中配置好。
优选的,控制器向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应,响应信息包含智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号。
优选的,控制器向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应的方法为:控制器向外网IP地址的网元发送所述响应,所述网元根据外网IP地址或IP地址及端口号,获得智能医疗机器人的内网IP地址,并向智能医疗机器人发送所述请求确认响应。
优选的,控制器发起对智能医疗机器人的控制命令,所述控制命令中携带智能医疗机器人的IP地址或IP地址及端口号,其中,所述IP地址或IP地址及端口号为固定公网地址。
有益效果:
利用本发明提供的方法,可以有效解决现有5G网络中给每个连接随机分配动态IP地址,从而导致远程医疗机器人和控制器无法进行有效通信的问题,实现5G在远程医疗中的应用,提升医用机器人信息传输的速率和可靠性,降低时延,保证通信质量,该通信方法的研发有利于医用机器人的普及,降低医护人员的感染概率,提升医护人员的安全。
附图说明
图1是本发明具体实施例中基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法流程图;
图2是本发明具体实施例中智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求并获取IP地址的方法流程图;
图3是本发明具体实施例中实现远程医疗的数据通信系统通信过程示意图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合本发明的附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例,都应当属于本申请保护的范围。此外,以下实施例中提到的方向用词,例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向,因此,使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
如图1所示,一种基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法,包括:
S100、智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求,并获取IP地址;
其中,如图2所示,智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求,并获取IP地址的方法为:
S110、智能医疗机器人向移动和接入管理功能单元发送会话连接建立请求;
其中,会话连接建立请求包含以下信息:智能医疗机器人的第一标识、连接标识、网络切片标识、数据网络名称、连接请求类型标识,智能医疗机器人的第一标识为根据智能医疗机器人的真实标识的部分字段进行椭圆函数运算后得到结果叠加网络配置信息得到的保密标识;
智能医疗机器人的第一标识是智能医疗机器人的真实标识或根据智能医疗机器人的真实标识的部分字段进行椭圆函数运算后得到结果叠加网络配置信息得到的保密标识,用于5G网络对智能医疗机器人进行鉴权,并确保智能医疗机器人的真实标识在会话安全连接建立前不被窃取;
连接标识是智能医疗机器人与5G网络建立的连接标识;
网络切片标识是智能医疗机器人期望获得服务的网络切片的标识;
数据网络名称是智能医疗机器人访问数据网络的名称,如访问304医院服务器,则可设置为304yiyuan.bj;
连接请求类型标识是标识会话请求的IP地址类型,如IPv4,IPv6,IPv4v6等;
S120、移动和接入管理功能单元向会话管理功能单元发送会话上下文请求;
其中,上下文服务请求中包含:智能医疗机器人的第二标识、连接标识、网络切片标识、数据网络名称、连接请求类型标识、移动和接入管理功能单元标识,智能医疗机器人的第二标识为智能医疗机器人的真实标识;
上下文服务请求信息用于建立接入和移动管理功能单元与会话管理功能单元关于此次会话的连接,传输会话对应的智能医疗机器人的签约数据,并触发整个会话的建立流程;
S130、会话管理功能单元向统一数据管理模块获取会话对应的智能医疗机器人的用户签约数据,统一数据管理模块向会话管理功能单元反馈用户签约数据;
签约数据包含准许的连接类型、切片信息和数据网络标识等信息;
S140、会话管理功能单元向用户平面功能单元发送连接隧道建立请求,用户平面功能单元反馈连接隧道建立请求响应;
会话管理功能单元向用户平面功能单元发送连接隧道建立请求,用户平面功能单元反馈连接隧道建立请求响应,其中,连接隧道建立请求中包含会话管理功能单元为连接提供的用于用户平面功能单元向会话管理功能单元发送数据的第一隧道标签,连接隧道建立请求响应中包含用户平面功能单元为连接提供的会话管理功能单元向用户平面功能单元发送数据的第二隧道标签;
S150、会话管理功能单元根据连接请求类型标识、数据网络名称、以及用户签约数据确定给智能医疗机器人分配的IP地址或IP地址及端口号;
其中,智能医疗机器人分配的IP地址是会话管理功能单元从用户平面功能单元处获得,或者,是会话管理功能单元从统一数据管理模块处获得;
会话管理功能单元确定给智能医疗机器人分配的IP地址或IP地址及端口号时,当数据网络名称与用户签约数据中包含的数据网络名称一致时,且用户签约数据中为此数据网络名称配置的IP地址规则为分配固定IP地址时,会话管理功能单元给智能医疗机器人配置固定IP地址或固定IP地址及端口标识;
S160、会话管理功能单元向智能医疗机器人发送连接建立完成消息;
会话管理功能单元向智能医疗机器人发送连接建立完成消息,其中,连接建立完成消息中包含为智能医疗机器人配置的连接数据传输的第一路由信息,以及会话管理功能单元为智能医疗机器人配置的IP地址或IP地址及端口标识;
其中,第一路由信息由智能医疗机器人通过用户平面功能单元向外网发送数据的路由配置信息;
连接建立完成消息中包含的IP地址为智能医疗机器人的内网IP地址,以及内网IP地址对应的,由用户平面功能单元或用户平面功能单元相连的防火墙转换的固定外网IP地址;或者,IP地址为智能医疗机器人的固定外网IP地址;
S200、智能医疗机器人向控制器发起业务接入请求;
业务接入请求包含以下信息:智能医疗机器人的第三标识,智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号;智能医疗机器人的第三标识为智能医疗机器人在医疗控制系统内的设备标识;控制器的访问地址预先在智能医疗机器人中配置好;
S300、控制器根据业务接入请求中携带的智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号,向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应,建立智能医疗机器人与控制器之间的通信链路;
控制器向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应,响应信息包含智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号;
控制器向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应的方法为:控制器向外网IP地址的网元发送响应,网元根据外网IP地址或IP地址及端口号,获得智能医疗机器人的内网IP地址,并向智能医疗机器人发送请求确认响应;
S400、控制器发起对智能医疗机器人的控制命令,控制命令中携带智能医疗机器人的IP地址或IP地址及端口号;
其中,IP地址或IP地址及端口号为固定公网地址。
实施例
控制器连接在外网,机器人安装5G通信模块进行数据通信,会话管理功能单元给机器人分配固定5G内网IP,并与用户平面功能单元或用户平面功能单元相连接的防火墙分配的固定外网IP一一对应。
如图3所示,一种基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法,包括:
S100、智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求,并获取IP地址;
运营商SIM卡签约,IP静态配置,智能医疗机器人的内网IP地址固定为10.5.0.110,控制器的外网IP为40.18.10.12;
其中,智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求,并获取IP地址的方法为:
S110、智能医疗机器人向移动和接入管理功能单元发送会话连接建立请求;
其中,会话连接建立请求包含以下信息:智能医疗机器人的第一标识、连接标识、网络切片标识、数据网络名称、连接请求类型标识,智能医疗机器人的第一标识为根据智能医疗机器人的真实标识的部分字段进行椭圆函数运算后得到结果叠加网络配置信息得到的保密标识;
智能医疗机器人的第一标识是智能医疗机器人的真实标识或根据智能医疗机器人的真实标识的部分字段进行椭圆函数运算后得到结果叠加网络配置信息得到的保密标识,用于5G网络对智能医疗机器人进行鉴权,并确保智能医疗机器人的真实标识在会话安全连接建立前不被窃取;
连接标识是智能医疗机器人与5G网络建立的连接标识;
网络切片标识是智能医疗机器人期望获得服务的网络切片的标识;
数据网络名称是智能医疗机器人访问数据网络的名称;
连接请求类型标识是标识会话请求的IP地址类型;
S120、移动和接入管理功能单元向会话管理功能单元发送会话上下文请求;
其中,上下文服务请求中包含:智能医疗机器人的第二标识、连接标识、网络切片标识、数据网络名称、连接请求类型标识、移动和接入管理功能单元标识,智能医疗机器人的第二标识为智能医疗机器人的真实标识;
上下文服务请求信息用于建立接入和移动管理功能单元与会话管理功能单元关于此次会话的连接,传输会话对应的智能医疗机器人的签约数据,并触发整个会话的建立流程;
S130、会话管理功能单元向统一数据管理模块获取会话对应的智能医疗机器人的用户签约数据,统一数据管理模块向会话管理功能单元反馈用户签约数据;
签约数据包含准许的连接类型、切片信息和数据网络标识等信息;
S140、会话管理功能单元向用户平面功能单元发送连接隧道建立请求,用户平面功能单元反馈连接隧道建立请求响应;
会话管理功能单元向用户平面功能单元发送连接隧道建立请求,用户平面功能单元反馈连接隧道建立请求响应,其中,连接隧道建立请求中包含会话管理功能单元为连接提供的用于用户平面功能单元向会话管理功能单元发送数据的第一隧道标签,连接隧道建立请求响应中包含用户平面功能单元为连接提供的会话管理功能单元向用户平面功能单元发送数据的第二隧道标签;
S150、会话管理功能单元根据连接请求类型标识、数据网络名称、以及用户签约数据确定给智能医疗机器人分配的IP地址或IP地址及端口号;
其中,智能医疗机器人分配的IP地址是会话管理功能单元从用户平面功能单元处获得,或者,是会话管理功能单元从统一数据管理模块处获得;
会话管理功能单元确定给智能医疗机器人分配的IP地址或IP地址及端口号时,当数据网络名称与用户签约数据中包含的数据网络名称一致时,且用户签约数据中为此数据网络名称配置的IP地址规则为分配固定IP地址时,会话管理功能单元给智能医疗机器人配置固定IP地址或固定IP地址及端口标识;
S160、会话管理功能单元向智能医疗机器人发送连接建立完成消息;
会话管理功能单元向智能医疗机器人发送连接建立完成消息,其中,连接建立完成消息中包含为智能医疗机器人配置的连接数据传输的第一路由信息,以及会话管理功能单元为智能医疗机器人配置的IP地址或IP地址及端口标识;
其中,第一路由信息由智能医疗机器人通过用户平面功能单元向外网发送数据的路由配置信息;
连接建立完成消息中包含的IP地址为智能医疗机器人的内网IP地址,以及内网IP地址对应的,由用户平面功能单元或用户平面功能单元相连的防火墙转换的固定外网IP地址;或者,IP地址为智能医疗机器人的固定外网IP地址;
S200、智能医疗机器人向控制器发起业务接入请求;
业务接入请求包含以下信息:智能医疗机器人的第三标识,智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号;智能医疗机器人的第三标识为智能医疗机器人在医疗控制系统内的设备标识;控制器的访问地址预先在智能医疗机器人中配置好;
S300、控制器根据业务接入请求中携带的智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号,向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应,建立智能医疗机器人与控制器之间的通信链路;
控制器向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应,响应信息包含智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号;
控制器向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应的方法为:控制器向外网IP地址的网元发送响应,网元根据外网IP地址或IP地址及端口号,获得智能医疗机器人的内网IP地址,并向智能医疗机器人发送请求确认响应;
S400、控制器发起对智能医疗机器人的控制命令,控制命令中携带智能医疗机器人的IP地址或IP地址及端口号;
其中,IP地址或IP地址及端口号为固定公网地址;
其中,控制器访问机器人的IP地址为外网IP地址220.181.108.120,经过用户平面功能单元或其连接的防火墙转换为内网IP10.5.0.110,从而实现远程控制。
以上已将本发明做一详细说明,以上所述,仅为本发明之较佳实施例而已,当不能限定本发明实施范围,即凡依本申请范围所作均等变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (6)

1.一种基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法,其特征在于,包括:
智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求,并获取IP地址,
其中,所述IP地址为智能医疗机器人的内网IP地址,以及所述内网IP地址对应的,由用户平面功能单元或用户平面功能单元相连的防火墙转换的固定外网IP地址;或者,所述IP地址为智能医疗机器人的固定外网IP地址;
智能医疗机器人向控制器发起业务接入请求;
控制器根据业务接入请求中携带的智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号,向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应,建立智能医疗机器人与控制器之间的通信链路;
控制器发起对智能医疗机器人的控制命令,所述控制命令中携带智能医疗机器人的IP地址或IP地址及端口号;
智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求,并获取IP地址的方法为:
智能医疗机器人向移动和接入管理功能单元发送会话连接建立请求;
移动和接入管理功能单元向会话管理功能单元发送会话上下文请求;
会话管理功能单元向统一数据管理模块获取会话对应的智能医疗机器人的用户签约数据,统一数据管理模块向会话管理功能单元反馈所述用户签约数据;
会话管理功能单元向用户平面功能单元发送连接隧道建立请求,用户平面功能单元反馈连接隧道建立请求响应;
会话管理功能单元向智能医疗机器人发送连接建立完成消息;
智能医疗机器人向5G网络发起连接建立请求,并获取IP地址具体为:
智能医疗机器人向移动和接入管理功能单元发送会话连接建立请求,其中,会话连接建立请求包含以下信息:智能医疗机器人的第一标识、连接标识、网络切片标识、数据网络名称、连接请求类型标识,智能医疗机器人的第一标识为智能医疗机器人的真实标识或根据智能医疗机器人的真实标识的部分字段进行椭圆函数运算后得到结果叠加网络配置信息得到的保密标识;
移动和接入管理功能单元向会话管理功能单元发送上下文服务请求,其中,上下文服务请求中包含:智能医疗机器人的第二标识、连接标识、网络切片标识、数据网络名称、连接请求类型标识、移动和接入管理功能单元标识,智能医疗机器人的第二标识为智能医疗机器人的真实标识;
会话管理功能单元向统一数据管理模块获取会话对应的智能医疗机器人的用户签约数据,统一数据管理模块向会话管理功能单元反馈所述用户签约数据,其中,所述用户签约数据包含准许的连接类型、网络切片标识和数据网络标识;会话管理功能单元向用户平面功能单元发送连接隧道建立请求,用户平面功能单元反馈连接隧道建立请求响应,其中,所述连接隧道建立请求中包含会话管理功能单元为连接提供的用于用户平面功能单元向会话管理功能单元发送数据的第一隧道标签,所述连接隧道建立请求响应中包含用户平面功能单元为连接提供的会话管理功能单元向用户平面功能单元发送数据的第二隧道标签;
会话管理功能单元根据连接请求类型标识、数据网络名称、以及用户签约数据确定给智能医疗机器人分配的IP地址或IP地址及端口号;
会话管理功能单元向智能医疗机器人发送连接建立完成消息,其中,所述连接建立完成消息中包含为智能医疗机器人配置的连接数据传输的第一路由信息,以及会话管理功能单元为智能医疗机器人配置的IP地址或IP地址及端口号;
智能医疗机器人分配的IP地址是会话管理功能单元从用户平面功能单元处获得,或者,是会话管理功能单元从统一数据管理模块处获得;
会话管理功能单元确定给智能医疗机器人分配的IP地址或IP地址及端口号时,当数据网络名称与用户签约数据中包含的数据网络名称一致时,且用户签约数据中为此数据网络名称配置的IP地址规则为分配固定IP地址时,会话管理功能单元给所述智能医疗机器人配置固定IP地址或固定IP地址及端口标识。
2.根据权利要求1所述的基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法,其特征在于,连接建立完成消息中包含的IP地址为智能医疗机器人的内网IP地址,以及所述内网IP地址对应的,由用户平面功能单元或用户平面功能单元相连的防火墙转换的固定外网IP地址;或者,所述IP地址为智能医疗机器人的固定外网IP地址。
3.根据权利要求2所述的基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法,其特征在于,所述业务接入请求包含以下信息:智能医疗机器人的第三标识,智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号;智能医疗机器人的第三标识为智能医疗机器人在医疗控制系统内的设备标识;控制器的访问地址预先在智能医疗机器人中配置好。
4.根据权利要求3所述的基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法,其特征在于,控制器向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应,响应信息包含智能医疗机器人的外网IP地址或外网IP地址及端口号。
5.根据权利要求4所述的基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法,其特征在于,控制器向智能医疗机器人发送业务接入请求确认响应的方法为:控制器向外网IP地址的网元发送所述响应,所述网元根据外网IP地址或IP地址及端口号,获得智能医疗机器人的内网IP地址,并向智能医疗机器人发送所述请求确认响应。
6.根据权利要求5所述的基于5G网络的智能医疗机器人的控制方法,其特征在于,还包括:控制器发起对智能医疗机器人的控制命令,所述控制命令中携带智能医疗机器人的IP地址或IP地址及端口号,其中,所述IP地址或IP地址及端口号为固定公网地址。
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GR01 Patent grant
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