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Los sensores con tecnología Android monitorean los signos vitales y más
En las películas de ciencia ficción, desde Aliens hasta Avatar, los comandantes de la estación base siempre saben cuándo los soldados del futuro son eliminados por los enemigos, porque sus signos vitales están siendo monitoreados en tiempo real. Hacer eso con la tecnología actual es un desafío, sobre todo porque recopilar y transmitir todos los datos que se pueden recopilar incluso con un puñado de sensores de movimiento y signos vitales sería una gran pérdida de energía de la batería y el ancho de banda inalámbrico.
Al equipar la ropa y el cuerpo de los usuarios con una malla de múltiples sensores, conocidos como polvo inteligente, que informan a un teléfono con Android, los investigadores son pioneros en una ruta de código abierto para hacer realidad el sueño de un monitoreo médico siempre activo. Su trabajo ya les ha permitido medir cuánto se ejercitan los sujetos de prueba, qué tan bien están funcionando sus corazones y cuánta contaminación del aire están expuestos.
Los datos resultantes tienen varias aplicaciones:
- Incorporación de datos históricos y en tiempo real sobre signos vitales en registros médicos permanentes
- Informar automáticamente a un paciente cuándo ajustar su medicación para el corazón
- Convierta los niveles de ejercicio y actividad diaria en una competencia al estilo Foursquare
- Permitir a los usuarios evitar ubicaciones y momentos del día en los que la contaminación del aire es peor.
La tecnología (pdf) se describe en un documento que se entregará a finales de junio en el 2010 I conferencia internacional sobre tecnologías omnipresentes para entornos de asistencia en Samos, Grecia. Describe una jerarquía de pasos de procesamiento que hacen que el monitoreo 24/7 de los signos vitales (como la respiración y la frecuencia cardíaca) sea realista, dados los problemas de duración de la batería y las limitaciones de ancho de banda de los teléfonos móviles.
Arquitectura de tres capas del sistema DexterNet con implementación de hardware, comunicaciones y software de ejemplo.
Esta jerarquía, conocida como DexterNet, incluye procesamiento secuencial en cada nivel del hardware involucrado: los sensores, conocidos como capa de sensor corporal , el teléfono inteligente o capa de red personal , y finalmente en la nube o capa de red global que hace una copia de seguridad y realiza el procesamiento final de todos los datos del usuario. El propósito del procesamiento en el dispositivo en cada capa es la reducción de la cantidad de información transmitida de forma inalámbrica entre cada dispositivo.
El nivel más bajo de esta jerarquía, los sensores individuales en las extremidades y el torso del usuario, pueden recopilar datos sobre una serie de parámetros: movimiento en 3 ejes (realizado con un acelerómetro de tres ejes y un giroscopio de dos ejes), ECG cardíaco, niveles de partículas en suspensión en el aire y, para los movimientos respiratorios, neumografía de impedancia eléctrica .
Para reducir la frecuencia con la que estos sensores deben comunicarse con el teléfono inteligente del usuario (y el volumen de información que tienen que transmitir), estos sensores son capaces de realizar algoritmos básicos de procesamiento de señales a lo largo de un período de tiempo definido por el programador, que incluye mínimo, máximo, promedio y valores medios para cualquier parámetro en particular.
Se utilizaron dos tipos de sensores, uno, conocido como TelosB , tiene aproximadamente el tamaño de una memoria USB y tiene un procesador Texas Instruments que a menudo se encuentra en aplicaciones integradas y 10k de RAM integrada. El otro, Sensor SHIMMER de Intel , ejecuta el Sistema operativo TinyOS diseñado específicamente para sensores remotos, pesa solo 15 gramos y es no mucho más grande que un cuarto .
Dirigidos por Edmund Seto de la Escuela de Salud Pública de UC Berkeley, los investigadores involucrados pudieron integrar aún más los datos recopilados de los sensores inalámbricos con los datos recopilados por los propios teléfonos. Al combinar la ubicación, la hora del día y los datos de la calidad del aire, por ejemplo, los investigadores pudieron crear mapas de los días de los usuarios que resaltan los lugares y los momentos en los que estuvieron expuestos a los mayores niveles de contaminación del aire.
Debido a que los teléfonos y los sensores pueden comunicarse entre sí de forma inalámbrica a través de Bluetooth, la cantidad de sensores que pueden integrarse tanto en un usuario como en su entorno es prácticamente ilimitada. En una aplicación, los investigadores colocaron un sensor en la báscula de baño digital de los usuarios y sus monitores de presión arterial para cuantificar los cambios diarios relacionados con la retención excesiva de líquidos en los pacientes. Los datos resultantes permitieron que sus algoritmos, procesados por el servidor al que el teléfono inteligente envía sus datos, sugirieran una posible modificación de la dosis de medicación para la presión arterial.
Seto y col. citó la plataforma Android como un habilitador único de su trabajo, no solo porque los teléfonos Android, como todos los teléfonos inteligentes, son computadoras portátiles bastante capaces por derecho propio. Debido a que Android es de código abierto, los investigadores pudieron desarrollar sobre él utilizando la plataforma SPINE para detección remota y agregarle su propia API, conocida como WAVE (que no debe confundirse con Wave de Google). En combinación, estas plataformas de investigación les permiten experimentar libremente.
Hasta ahora, el único inconveniente de usar la plataforma Android en este trabajo, señalan los investigadores, es que no puede ubicar a los usuarios en interiores. Los investigadores gastan una parte de su artículo tratando de reinventar la rueda especulando sobre formas de lograrlo mediante el uso de nodos Wifi e incluso el reconocimiento visual de los espacios interiores utilizando la cámara del teléfono, sin siquiera darse cuenta, aparentemente, de que Skyhook Wireless ya tiene una API y una base de datos internacional de redes wifi que pueden lograrlo.