Infermera: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

"Nurse Box" és un sistema d'escàner vital personal que una persona pot utilitzar en un entorn domèstic per comprovar regularment la temperatura i la freqüència de pols amb poc o cap esforç. La caixa d’infermeres registra i emmagatzema les dades de temperatura i freqüència de pols i, fins i tot, fa un pas més per enviar-vos una alerta quan els vitals superin els nivells de seguretat. Aquest dispositiu, en la seva versió ideal, us ajuda a conservar dades de salut importants per analitzar-lo i us permet saber quan hi ha alguna cosa malament. "Nurse Box" no és en cap cas un substitut d'un metge o un servei d'emergència, sinó una infermera automatitzada que us revisa amb la freqüència que vulgueu i us indica quan hi ha dades vitals fora dels gràfics.

Pas 1: Plans originals i la seva evolució:

El pla original era dissenyar la caixa d’infermeres tal com s’ha descrit anteriorment amb un circuit de detecció de la freqüència de pols i de detecció de temperatura totalment funcional. Inicialment volia incorporar l’aplicació per a Android que visualitza aquestes dades tal com s’enviaven des del Nurse Box.

Per proporcionar un cert context, a part de "crear" circuits mínims com es requereix a les classes de laboratori de l'escola secundària, mai no he creat cap circuit fins aquest semestre. Jo era més programador i em sentia còmode tractant codi complex en lloc de circuits senzills. Quan em vaig inscriure al 297DP amb el professor Charles Malloch, sabia que allò quedaria fora de la meva zona de confort, on tenia moltes possibilitats de fracàs. Vaig intentar mantenir el meu projecte objectiu raonablement dur perquè sabia que si anava cap a alguna cosa més difícil només perquè els meus companys treballessin en projectes més sofisticats, acabaria curt i decebut. Per tant, el pla original no tenia res de sofisticat sobre el paper, sinó que es trobava en el cim d’una forta corba d’aprenentatge per a mi personalment. Vaig provar nombrosos mini circuits intentant entendre el control que tenia un arduino al circuit i com podia manipular-lo amb codi. Vaig llegir molt sobre Arduino i vaig revisar tot el kit de l’inventor SparkFun. Va ser un procés però una manera fantàstica d’entendre realment els circuits i el codi. Després d’unes setmanes d’exploració d’equips d’inventors, vaig iniciar la meva missió. Vaig treballar en el circuit de temperatura que va trigar un parell de setmanes a entendre i codificar. Tot i que existien implementacions directes en línia, jo volia entendre i fer jo mateix totes les línies de codi. El circuit de freqüència de pols era més difícil perquè tractava diferents tipus de condensadors i un IC-LM324. Això va complicar el meu circuit i vaig haver d’escalar els meus plans d’incorporar un mòdul bluetooth i una aplicació per a Android per visualitzar les dades. És factible i ja vaig llegir molt i vaig aprendre què havia de fer per implementar-ho, però el temps era limitat.

Pas 2: investigació feta:

La investigació va ser un dels aspectes més integrals i que requereix molt de temps d’aquest projecte i d’aquest curs. Vaig passar tantes hores com vaig poder estalviar comprenent els conceptes que, altrament, es trobaven darrere de l’arduino i els circuits. Mirar un diagrama de circuits i col·locar els components no és la part més difícil: es presenta el diagrama de circuits o s’entén per què va aparèixer un esquema a Google de la mateixa manera que ho feia. Llegir sobre vitals i entendre què significaven les dades i la millor manera de presentar-les a l’usuari del Nurse Box va ser clau per formar els meus objectius i la meva visió d’aquest projecte. No he trobat articles acadèmics tan útils com textos simplificats i vídeos de youtube que trencaven el flux d’un circuit. La majoria de vegades, després de llegir, recordo haver mirat el meu circuit adonant-me que "funciona, però no com crec que funciona". Conèixer la teoria a classe era molt diferent de llegir la teoria buscant una manera d’implementar-la en un projecte. Tot el que semblava tan insignificant com una resistència en un esquema del llibre de text es va convertir en significatiu. Els conceptes que vaig aprendre van ser inestimables. Fins i tot vaig entrar en un forat de conills de comunicació sense fils i xifratge de seguretat d’intercanvi de claus Diffie-helman per tal d’implementar una manera segura d’enviar dades del sistema al telèfon. Francament, la part més emocionant de tot el projecte van ser les cinc hores que vaig dedicar a entendre la criptografia, el xifratge Ceasar, l'algorisme RSA i l'algorisme Diffie-Helman. Tot i això, no vaig poder portar el projecte al nivell on hauria pogut implementar cap d’aquestes novetats sorprenents que vaig aprendre al llarg del projecte.

Pas 3: dificultats trobades:

Els reptes es van dividir en dues parts: personal i de desenvolupament. Els desafiaments personals implicats van subestimar el temps dedicat a altres classes que van menjar el temps que pretenia mantenir per a aquest projecte. Unes millors habilitats de gestió del temps i una visió més neta del panorama general m’haurien ajudat a acabar la totalitat del projecte a temps en lloc d’una versió a escala.

Els desafiaments del desenvolupament eren nombrosos. La comprensió dels conceptes requeria temps i molta lectura. La implementació encara va ser més dura, perquè les boles corbes, com ara un tauler de panells rebentat i les parts que s’havien de substituir per les parts essencials, van fer que l’exploració fos més dura, però més divertida. Fer funcionar el codi estava bé, però assegurar-se que feia el que pensava que implicava fer molts cops amb diversos metres i l’aspecte més difícil era que no sabia el que buscava. Cap al final, els reptes de desenvolupament van ser més significatius quan vaig intentar implementar un mòdul bluetooth i implicava una renovació de tot el circuit. Un altre tema és la precisió que ofereix Nurse Box. Els valors de temperatura estan desactivats i cal tenir-los en compte. Si aconseguíssim la temperatura des d’una part tancada del cos, haurem d’estructurar el circuit amb un ús i llançar capes del sensor perquè sigui higiènic i precís.

Pas 4: Canvi necessari a M5:

Makerspace M5 va ser l’espai ideal per al desenvolupament d’aquest projecte. En entrar a la primera setmana després d’haver escollit el projecte en què volia treballar, no hi havia molt que esperava aprendre fora del tema de nínxol dels vitals i circuits relacionats amb ell. Tot i això, Makerspace va permetre que tingués discussions amb els meus companys sobre els seus projectes tant com pensava en els meus i, en aquest procés, crec que he après molt més del que hauria d’haver. El projecte d’Ayan Sengupta pel que fa a la concordança de patrons em va ensenyar molt sobre l’aprenentatge automàtic, la formació de robots i l’ús de vectors propis (finalment!). El projecte de Stephen Lendl sobre la visualització del temps al mirall em va presentar a Raspberry Pi i em va ajudar a adonar-me de la potència de les API i Python per obtenir actualitzacions en temps real d’un sistema. Ben Button i jo ens vam asseure per esbrinar els transistors i com es podria utilitzar per girar un rotor mitjançant un flux de corrent seqüencial. Vaig treure més profit d'aquest espai de creació que el que vaig posar i va ser sobretot per la cultura que es va mantenir el lloc on podríem aprendre qualsevol cosa de qualsevol persona. Personalment, no racionalitzaria res en aquest espai, però segur que desitjaria aprofitar l’abundància de coneixement d’aquella sala fent-los comentar i suggerir idees sobre el meu projecte.

Pas 5: assoliments:

Els assoliments relatius a Nurse Box van ser humiliants. Un circuit de sensor de temperatura i pols des de zero és francament tot el que puc mostrar en una demostració com un èxit que no diu molt. Tot i això, el procés m’ha ensenyat més que qualsevol text que he llegit en els darrers dos mesos. Vaig aprendre moltes coses sobre els vitals humans, la biologia que hi havia al darrere i la física per mesurar-la. Vaig desenvolupar els circuits des de zero i els vaig comparar amb els models existents i vaig aprendre en el procés sobre les trampes que faig mentre creava circuits. Finalment vaig entendre la connexió i l’ús d’un arduino, i com llegir millor els fulls de dades per a l’IC que participa en el projecte. Com es va esmentar, vaig aprendre gairebé tot el que sé sobre criptografia per a aquesta classe i crec que ara mateix tinc els coneixements bàsics per desenvolupar un sistema de seguretat brut a Python. Fins i tot em vaig sentir tan motivat com per començar a escriure un algorisme per a la criptografia de Diffie-Hellman. A més, vaig aprendre una gran quantitat d’aprenentatge automàtic, concordança de patrons, raspberry Pi i transistors dels meus companys durant la meva estada al curs. També vaig estudiar sobre les aplicacions d’Android a Android Studio i sé que puc agafar el lloc on vaig deixar a l’estiu. per visualitzar les dades recollides.

Pas 6: Com crear la vostra pròpia caixa d'infermeres

Comprendre l’objectiu és de màxima prioritat. Vaig tenir una enorme interpretació errònia del concepte de pols i pressió, que em va fer retrocedir dues setmanes enrere. Una vegada que els conceptes hagin caigut, recomanaria començar en circuits molt rudimentaris si no coneixeu els circuits com jo. És crucial familiaritzar-se amb el funcionament de les peces i els dispositius i el flux general del sistema abans de saltar a la creació d’un circuit complicat. Un cop fet això, dividir el projecte en etapes i treballar-hi serà important. Vaig trencar el projecte en sensor de temperatura, sensor de ritme de pols, mòdul bluetooth, aplicació per a Android. etapes. Molt ràpidament em vaig adonar del que podia esperar aconseguir en el temps limitat que tenia i del que no. Això ajuda a treballar de manera molt realista i evita que tot el projecte sembli descoratjador. Seguir cegament els passos d’un lloc web comportaria molts problemes i una funcionalitat extremadament limitada. Voldríeu entendre com es comporta el vostre circuit perquè pugueu ajustar-lo al que preveieu. Pel que fa a les parts del projecte que estan en procés: el mòdul bluetooth i l'aplicació per a Android, ho estic fent treballant en la configuració i recepció del mòdul bluetooth per separat i després integrant-ho al circuit amb els ajustaments necessaris.

El codi Arduino implica un flux seqüencial d'activació, recepció i manipulació de dades en bucle. Un cop entès això, només cal que busqueu com activar un port o rebre dades. Hi ha un desglossament lògic definit i depurar el codi i analitzar el circuit amb multímetres és una bona manera de fer-ho.

Pas 7: passos següents:

Nurse Box té un paper important des del punt de vista de l'usuari. No obstant això, en la seva forma actual limitem la transmissió de dades de Nurse Box a la transmissió sense fils de proximitat mitjançant bluetooth. Si podem actualitzar l’arduino a un Raspberry Pi, cosa que hauria d’haver començat retrospectivament, podem utilitzar fàcilment Wifi per a la transmissió de dades a llarg termini com a conseqüència de la qual el metge personal de l’usuari o dir, un parent proper, podria ser mantingut al bucle pel que fa als elements vitals. Es poden afegir més vitals, com ara pressió, i això farà que la caixa d’infermeres sigui encara més potent. Incorporar un component d’ús i llançament sobre el sensor de temperatura sense comprometre la precisió serà important si prenem la temperatura de les parts del cos tancades. L’ajust de l’eficiència i la precisió, l’optimització del flux de dades i l’assegurament de la transmissió de dades seran els passos finals abans que es pugui revelar l’usuari a Nurse Box. Hi ha una necessitat i un espai definits a la societat per al concepte d’un escàner vital personal que ofereixi tant com fa Nurse Box. Hi ha molts reptes per davant, però crec que val la pena provar-ho.