Cutia asistentei: 7 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

„Nurse Box” este un sistem personal de scanare vitală pe care o persoană îl poate folosi la domiciliu pentru a-și verifica în mod regulat temperatura și ritmul pulsului cu puțin sau niciun efort. Asistenta medicală înregistrează și stochează datele de temperatură și frecvență a pulsului și chiar face un pas mai departe pentru a vă trimite o alertă atunci când elementele vitale au trecut de nivelurile de siguranță. Acest dispozitiv, în versiunea sa ideală, vă ajută să păstrați date importante de sănătate pentru analiză și vă anunță când ceva nu este în regulă. „Nurse Box” nu este în niciun caz un înlocuitor pentru un medic sau pentru o persoană care răspunde la situații de urgență, ci mai degrabă, o asistentă medicală automatizată care vă verifică cât de des doriți și vă spune de fiecare dată când unele date vitale sunt în afara graficelor.

Pasul 1: Planurile originale și evoluția sa:

Planul inițial era de a proiecta Nurse Box așa cum s-a descris mai sus, cu un circuit funcțional de detectare a temperaturii și a unui circuit de detectare a pulsului. Inițial am vrut să încorporez aplicația Android care vizualizează aceste date ca fiind trimise din Nurse Box.

Pentru a oferi un anumit context, în afară de „realizarea” circuitelor minime, așa cum este necesar în orele de laborator din liceu, nu am creat niciodată circuite până în acest semestru. Eram mai mult un programator și mă simțeam confortabil să tratez mai degrabă coduri complexe decât circuite simple. Când m-am înscris la 297DP cu profesorul Charles Malloch, știam că acest lucru va fi în afara zonei mele de confort, unde aveam șanse mari de eșec. Am încercat să-mi păstrez proiectul obiectiv destul de greu pentru că știam că, dacă aș viza ceva mai greu doar pentru că colegii mei lucrează la proiecte mai sofisticate, voi ajunge scurt și dezamăgit. Deci, planul original nu era nimic sofisticat pe hârtie, ci stătea la vârful unei curbe abrupte de învățare pentru mine personal. Am testat numeroase mini circuite încercând să înțeleg controlul pe care un arduino îl avea asupra circuitului și cum aș putea să-l manipulez cu cod. Am citit multe despre Arduino și am analizat întregul kit al inventatorului SparkFun. A fost un proces, dar un mod fantastic de a înțelege cu adevărat circuitele și codul. După câteva săptămâni de explorare a trusei inventatorului, am început misiunea mea. Am lucrat la circuitul de temperatură, care a durat câteva săptămâni pentru a înțelege și a codifica. Deși implementările directe existau online, am vrut să înțeleg și să fac eu fiecare linie de cod. Circuitul de rată a impulsurilor a fost mai dificil, deoarece se ocupa de diferite tipuri de condensatori și un IC-LM324. Acest lucru mi-a complicat circuitul și a trebuit să mă întorc la planurile mele de a încorpora un modul Bluetooth și o aplicație Android pentru a vizualiza datele. Este realizabil și am citit deja multe și am învățat ce trebuie să fac pentru a pune în aplicare acest lucru, dar timpul a fost limitat.

Pasul 2: Cercetare efectuată:

Cercetarea a fost unul dintre aspectele cele mai integrale și consumatoare de timp ale acestui proiect și ale acestui curs. Am petrecut câte ore mi-am putut pierde înțelegând conceptele altfel abstracte din spatele arduino și circuite. Privirea unei diagrame de circuit și plasarea componentelor nu este partea dificilă - vine cu diagrama de circuit sau înțelege de ce a apărut o schemă pe Google așa cum a apărut. Citirea despre elementele vitale și înțelegerea a ceea ce au însemnat datele și cum să le prezint cel mai bine utilizatorului Nurse Box a fost cheia în formarea obiectivelor și viziunii mele pentru acest proiect. Nu am găsit articole științifice la fel de utile ca textele simplificate și videoclipurile de pe YouTube care au spart fluxul într-un circuit. De cele mai multe ori, după ce am citit, îmi amintesc că mă uitam la circuitul meu realizând că „funcționează, dar nu așa cum cred că funcționează”. Cunoașterea teoriei în clasă a fost foarte diferită de citirea teoriei căutând o modalitate de a o implementa într-un proiect. Tot ceea ce părea la fel de nesemnificativ ca un rezistor pe o schemă din manual a devenit semnificativ. Conceptele pe care le-am învățat au fost de neprețuit. Am intrat chiar într-o gaură de iepure de comunicații fără fir și de criptare de securitate cu schimb de chei Diffie-helman pentru a implementa o modalitate sigură de a trimite date de la sistem la telefon. Sincer, cea mai interesantă parte a întregului proiect au fost cele cinci ore pe care le-am petrecut înțelegând criptografia, cifrul Ceasar, algoritmul RSA și algoritmul Diffie-Helman. Cu toate acestea, nu am putut duce proiectul la nivelul în care aș fi putut implementa oricare dintre aceste lucruri noi uimitoare pe care le-am învățat pe parcursul proiectului.

Pasul 3: Dificultăți întâmpinate:

Provocările au venit în două părți: personală și de dezvoltare. Provocările personale implicate au subestimat angajamentul de timp necesar pentru alte clase care au consumat timpul pe care intenționam să îl păstrez pentru acest proiect. Abilități mai bune de gestionare a timpului și o vizualizare mai clară a imaginii de ansamblu m-ar fi ajutat să termin întregul proiect în timp, mai degrabă decât o versiune la scară.

Provocările de dezvoltare au fost numeroase. Înțelegerea conceptelor a necesitat timp și multă lectură. Implementarea a fost mai dificilă încă, deoarece bilele curbate, cum ar fi o pană de pană ruptă și părțile care trebuiau înlocuite cu piesele esențiale, au făcut explorarea mai dificilă, dar mai distractivă. Punerea în funcțiune a codului a fost în regulă, dar asigurarea faptului că a făcut ceea ce credeam că a implicat o mulțime de bătaie în jurul valorii de multi-metru, iar cel mai greu aspect despre asta a fost că nu știam ce caut. Spre final, provocările de dezvoltare au devenit mai semnificative atunci când am încercat să pun în aplicare un modul bluetooth și a implicat o revizuire a întregului circuit. O altă problemă este acuratețea oferită de Nurse Box. Valorile temperaturii sunt dezactivate și trebuie luate în considerare. Dacă ar fi să obținem temperatura dintr-o parte închisă a corpului, va trebui să structurăm circuitul cu o utilizare și să aruncăm straturi pentru senzor, astfel încât să fie igienic și precis.

Pasul 4: Schimbare necesară în M5:

Makerspace M5 a fost spațiul ideal pentru dezvoltarea acestui proiect. Mergând în prima săptămână după ce am ales proiectul pe care doream să-l lucrez, nu așteptam prea multe de învățat în afara subiectului de nișă al elementelor vitale și al circuitelor aferente acestuia. Cu toate acestea, Makerspace mi-a făcut posibil să am discuții cu colegii mei cu privire la proiectele lor atât cât am crezut despre ale mele și, în acest proces, cred că am învățat mult mai mult decât ar fi trebuit. Proiectul lui Ayan Sengupta privind potrivirea modelelor m-a învățat atât de multe despre învățarea automată, instruirea roboților și utilizarea vectorilor proprii (în sfârșit!). Proiectul lui Stephen Lendl privind afișarea vremii pe oglindă m-a prezentat la Raspberry Pi și m-a ajutat să realizez puterea API-urilor și Python pentru a obține actualizări în timp real pe un sistem. Ben Button și cu mine ne-am așezat pentru a afla tranzistoarele și cum ar putea fi folosit pentru a roti un rotor prin fluxul de curent secvențial. Am obținut mai mult din acest spațiu de creatori decât ceea ce am pus și a fost mai ales datorită culturii pe care a susținut-o locul în care am putea învăța orice de la oricine. Eu personal nu aș raționaliza nimic în acel spațiu, dar sigur aș dori să valorific abundența cunoștințelor din acea cameră, făcându-i să comenteze și să sugereze idei despre proiectul meu.

Pasul 5: Realizări:

Realizările referitoare la Nurse Box au fost umilitoare. Un circuit de senzori de temperatură și puls de la zero este sincer tot ce pot arăta într-o demonstrație ca o realizare care nu spune prea multe. Cu toate acestea, procesul m-a învățat mai mult decât orice text pe care l-am citit în ultimele două luni. Am învățat multe despre elementele vitale umane, despre biologia din spatele ei și despre fizica măsurării acestuia. Am dezvoltat circuitele de la zero și le-am comparat cu modelele existente și am învățat în acest proces despre capcanele pe care le fac în timp ce creez circuite. În cele din urmă am înțeles conexiunea și utilizarea unui arduino și cum să citesc mai bine fișele tehnice pentru IC-ul implicat în proiect. După cum am menționat, am învățat aproape tot ce știu despre criptografie de la zero pentru această clasă și cred că acum am cunoștințele de bază pentru a dezvolta un sistem de securitate brut pe Python. M-am simțit chiar atât de motivat încât am început să scriu un algoritm pentru criptografia Diffie-Hellman. În plus, am învățat o mulțime de informații despre învățarea automată, potrivirea modelelor, zmeura Pi și tranzistoarele de la colegii mei în timpul cursului. Am studiat și despre aplicația Android pe Android Studio și știu că pot lua locul unde am plecat vara. pentru a vizualiza datele colectate.

Pasul 6: Cum să vă creați propria casetă de asistent medical

Înțelegerea obiectivului este de maximă prioritate. Am avut o interpretare greșită imensă a conceptului de puls și presiune care m-a făcut să mă întorc cu două săptămâni. Odată ce conceptele nu mai funcționează, aș recomanda să începeți de la circuite foarte rudimentare dacă nu sunteți la fel de familiarizați cu circuitele ca mine. Este crucial să vă familiarizați cu funcționarea pieselor și dispozitivelor și cu fluxul general al sistemului înainte de a trece la crearea unui circuit complicat. Odată ce ați făcut acest lucru, divizarea proiectului în etape și lucrul prin ele vor fi importante. Am spart proiectul în senzor de temperatură, senzor de puls, modul bluetooth, aplicație pentru Android. etape. Foarte repede mi-am dat seama ce aș putea spera să obțin în timpul limitat pe care l-am avut și ce nu am putut. Acest lucru ajută la lucrul foarte realist și împiedică întregul proiect să pară descurajant. Urmarea orbitoare a pașilor pe un site web ar duce la o mulțime de probleme și funcționalități extrem de limitate. Ați dori să înțelegeți cum se comportă circuitul dvs., astfel încât să îl puteți adapta la ceea ce vă imaginați. În ceea ce privește părțile proiectului care sunt în curs de desfășurare - modulul Bluetooth și aplicația pentru Android, mă ocup de asta lucrând la configurarea și recepția modulului Bluetooth separat și apoi integrând acest lucru în circuit cu modificările necesare.

Codul Arduino implică un flux secvențial de activare, recepție și manipulare a datelor pe buclă. Odată ce acest lucru este înțeles, trebuie să căutați cum să activați un port sau să primiți date. Există o defalcare logică clară a acestui lucru și depanarea codului și analizarea circuitului cu multi-metri este o modalitate excelentă de a face acest lucru.

Pasul 7: Pașii următori:

Nurse Box are un rol puternic de jucat din punctul de vedere al utilizatorului. Cu toate acestea, în forma sa actuală, limităm transmisia de date a Nurse Box la transmisia fără fir de proximitate prin Bluetooth. Dacă putem actualiza arduino la un Raspberry Pi, cu care ar fi trebuit să încep, retrospectiv, putem folosi cu ușurință Wifi pentru transmiterea de date pe termen lung, ca urmare a căruia medicul personal al utilizatorului sau să spunem, o rudă apropiată, ar putea fi ținute în buclă în ceea ce privește aspectele vitale. Se pot adăuga mai multe elemente vitale, cum ar fi presiunea, iar acest lucru va face Cutia de asistență cu atât mai puternică. Încorporarea unei utilizări și aruncarea componentei peste senzorul de temperatură fără a compromite precizia va fi importantă dacă vom lua temperatura din părțile corpului închise. Reglarea fină a eficienței și preciziei și optimizarea fluxului de date și asigurarea transmiterii datelor vor fi ultimii pași înainte ca Nurse Box să poată fi dezvăluită utilizatorului. Există o nevoie și un spațiu clar în societate pentru conceptul unui scaner vital personal care oferă la fel de mult ca și Nurse Box. Multe provocări în față, dar cred că merită încercate.