Camisa inteligente para monitoreo de signos vitales y situaciones de riesgo en tiempo real
Autor: Carlos Jimmy Vasquez Fuentes
Autor: Martin Marquez Cervantes
Autor: Eduardo Antonio Lagunas Hernandez
Asesor: Mtro. Valentin Trujillo Mora
Antecedentes
A diario suceden diferentes accidentes, tanto en casas-habitación, transporte público, zonas de alta influencia de personas, entre otros lugares. Sin embargo, una problemática que se da mucho es la velocidad de respuesta en cada situación de riesgo, algunas veces es más “rápida” en lugares con gente, pero en las situaciones donde la persona tiende a estar sola, la ayuda veces nunca llega.
Esto genera una gran incertidumbre para las personas, debido a que hay situaciones en las que no se puede recibir ayuda. Se necesita una forma o protocolo el cual, si algún usuario se encuentra en situación de riesgo como asalto, situación médica, intento de robo/violación o acoso sexual se pueda alertar en tiempo real a una red distribuida de ciudadanos.
Índice de aumento de delitos por tipo. INEGI
¿Qué proponemos?
Metología de la investigación
Nuestra investigación consistio en 3 variables de la siguiente manera:
La metodología se divide en las siguientes etapas:
- Investigación de los antecedentes y estado del arte.
- Diseño de los módulos de sensores, actuadores y playera.
- Implementación de la playera (prototipo) y app móvil.
- Pruebas de la playera inteligente.
Población beneficiada
- Personas en general, que necesiten monitorear sus signos vitales y sean propensos a sufrir a alguna situación de riesgo (asaltos, secuestros, accidentes, entre otras).
Funcionamiento
El presente proyecto propone el diseño e implementación de una playera inteligente, para todo tipo de personas, la cual alertará en tiempo real cuando se presente una situación de riesgo como intento de asalto o violación, caídas, entre otras, a través de la medición de parámetros fisiológicos del usuario, así como también el monitoreo de los principales signos vitales.
Para realizarlo se hace uso de tarjetas de desarrollo que pueden ser implementadas y programadas para analizar la información proveniente de diversos sensores, esperando la detección de anomalías en dicha información para generar las alertas en tiempo real y a su vez poder ejecutar los resultados a través de actuadores y a todo esto se le implementara un algoritmo inteligente con machine learning. Estas playeras se podrán conectar en red, para que los mismos usuarios cercanos, mediante una señal o estimulo recibido puedan apoyar a la persona que esté sufriendo un evento traumático.
Diagrama del dispositivo
Pruebas y conclusiones
1. Frecuencia cardiaca y las emociones
- Una frecuencia cardíaca en reposo normal oscila entre 60 y 100 latidos por minuto.
- Mientras una persona duerme, según los expertos, lo más adecuado es que las pulsaciones se queden en unas 50 por minuto o un descenso aproximado de un 8% con respecto al conocido como estado de vigilia o reposo despiertos.
- El hecho de caminar eleva el ritmo de modo que se alcanzarían unos 90-100 latidos cada 60 segundos. En caso de aumentar la intensidad de la caminata se puede llegar al 60-70% de la capacidad máxima (unas 130 veces por minuto).
Para la primera serie de pruebas se empleo la ayuda de una persona con las siguientes características:
- Edad 22
- Peso 70 kg
- Estudiante Masculino
2. Medición de la respiración usando galgas extensiométricas
La respiración de la persona se toma de acuerdo con la presión ejercida en las galgas ubicadas en la parte delantera de la playera, de modo que conforme baja la resistencia del sensor la fuerza va aumentando. Las actividades a las que se somete una persona hacen variar de forma proporcional en conjunto con su ritmo cardiaco.
3. Rutinas diarias y datos generales de la persona
La variable de rutina nos ayuda a dividir las distintas personas de acuerdo con las actividades que se realizan del diario para reducir los patrones de actividades y de esa forma poder obtener una respuesta más exacta a la hora de clasificar su situación actual.
Pruebas con la camisa
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Medición del ritmo cardiaco y respiración en reposo:
Medición del ritmo cardiaco y respiración en actividad física - Leve :
Medición del ritmo cardiaco y respiración en actividad física - Arduamente :
Resultados de las mediciones en general
Predicción y categorización del ritmo cardiaco mediante redes neuronales convolucionales.
Mediante un método basado en redes neuronales convolucionales profundas para la clasificación de los latidos del corazón que es capaz de clasificar con precisión cinco arritmias diferentes de acuerdo con la AAMI EC57 [7]. El método propuesto nos permitirá ingresar los datos de prueba del usuario con la wearable, y poder realizar una predicción enfocándonos en la identificación de algunas en particular que demuestre nuestra hipótesis de poder identificar los cambios que sufre el corazón ante una situación de riesgo.
Clasificación del pulso cardiaco
Conclusión
Los resultados favorecieron la idea de interpretar la situación en la que una persona se encuentra realizando una actividad por medio de su ritmo cardiaco, respiración y rutina. La importancia de la investigación se centra en los motivos sociales de seguridad y empatía comunitaria, de modo que los esfuerzos deben ser en conjunto para poder llevar a cabo estas ideas a nivel más allá donde el ambiente de pruebas e investigación se convierta en interacción diaria de cada persona que tenga la posibilidad de usar nuestro dispositivo.