Boîte d'infirmière : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

« Nurse Box » est un système de scanner vital personnel qu'un individu peut utiliser à domicile pour vérifier régulièrement sa température et son pouls avec peu ou pas d'effort. Nurse Box enregistre et stocke vos données de température et de fréquence cardiaque et va même plus loin pour vous envoyer une alerte lorsque les signes vitaux ont dépassé les niveaux de sécurité. Cet appareil dans sa version idéale vous aide à conserver les données de santé importantes pour analyse et vous permet de savoir quand quelque chose ne va pas. « Nurse Box » ne remplace en aucun cas un médecin ou un intervenant d'urgence, mais plutôt une infirmière automatisée qui vous contrôle aussi souvent que vous le souhaitez et vous indique chaque fois que certaines données vitales ne sont pas répertoriées.

Étape 1: Plans originaux et son évolution:

Le plan initial était de concevoir la Nurse Box comme décrit ci-dessus avec un circuit de détection de la température et de la fréquence du pouls pleinement fonctionnel. Au départ, je voulais incorporer l'application Android qui visualise ces données telles qu'elles sont envoyées depuis la Nurse Box.

Pour fournir un peu de contexte, à part "faire" des circuits minimaux comme requis dans les cours de laboratoire au lycée, je n'ai jamais vraiment créé de circuits jusqu'à ce semestre. J'étais plus un programmeur et je me sentais à l'aise avec du code complexe plutôt que des circuits simples. Lorsque je me suis inscrit au 297DP avec le professeur Charles Malloch, je savais que cela allait sortir de ma zone de confort où j'avais de fortes chances d'échec. J'ai essayé de garder mon projet d'objectif raisonnablement difficile parce que je savais que si je visais quelque chose de plus difficile simplement parce que mes pairs travaillaient sur des projets plus sophistiqués, je finirais par être court et déçu. Ainsi, le plan d'origine n'avait rien de sophistiqué sur le papier, mais se situait au sommet d'une courbe d'apprentissage abrupte pour moi personnellement. J'ai testé de nombreux mini-circuits en essayant de comprendre le contrôle qu'un arduino avait sur le circuit et comment je pouvais le manipuler avec du code. J'ai beaucoup lu sur Arduino et travaillé sur l'ensemble du kit de l'inventeur SparkFun. C'était un processus mais un moyen fantastique de vraiment comprendre les circuits et le code. Après quelques semaines d'exploration du kit d'inventeur, je me suis lancé dans ma mission. J'ai travaillé sur le circuit de température qui a pris quelques semaines à comprendre et à coder. Bien que des implémentations directes existaient en ligne, je voulais comprendre et faire chaque ligne de code moi-même. Le circuit de fréquence d'impulsions était plus difficile car il traitait de différents types de condensateurs et d'un IC-LM324. Cela a compliqué mon circuit et j'ai dû réduire mes plans d'intégration d'un module Bluetooth et d'une application Android pour visualiser les données. C'est faisable et j'ai déjà beaucoup lu et appris ce que je devais faire pour le mettre en œuvre, mais le temps était limité.

Étape 2: Recherche effectuée:

La recherche était l'un des aspects les plus complets et les plus chronophages de ce projet et de ce cours. J'ai passé autant d'heures que possible à comprendre les concepts autrement abstraits derrière l'arduino et les circuits. Regarder un schéma de circuit et placer les composants n'est pas la partie difficile - il s'agit de créer le schéma de circuit ou de comprendre pourquoi un schéma est apparu sur Google comme il l'a fait. La lecture des données vitales et la compréhension de la signification des données et de la meilleure façon de les présenter à l'utilisateur de la Nurse Box ont été essentielles pour définir mes objectifs et ma vision de ce projet. Je n'ai pas trouvé d'articles savants aussi utiles que des textes simplifiés et des vidéos youtube qui cassaient le flux dans un circuit. La plupart du temps, après avoir lu, je me souviens avoir regardé mon circuit en réalisant que "ça marche mais pas comme je pense que ça marche". Connaître la théorie en classe était très différent de la lecture de la théorie à la recherche d'un moyen de la mettre en œuvre sur un projet. Tout ce qui semblait aussi insignifiant qu'une résistance sur un schéma dans un manuel est devenu significatif. Les concepts que j'ai appris étaient inestimables. Je suis même allé dans un terrier de communication sans fil et de cryptage de sécurité d'échange de clés Diffie-Helman afin de mettre en œuvre un moyen sécurisé d'envoyer des données du système au téléphone. Franchement, la partie la plus excitante de l'ensemble du projet a été les cinq heures que j'ai passées à comprendre la cryptographie, le chiffrement Ceasar, l'algorithme RSA et l'algorithme Diffie-Helman. Cependant, je ne pouvais pas amener le projet au niveau où j'aurais pu mettre en œuvre l'une de ces nouvelles choses incroyables que j'ai apprises au cours du projet.

Étape 3: Difficultés rencontrées:

Les défis sont venus en deux parties: personnelles et développementales. Les défis personnels impliqués ont sous-estimé l'engagement de temps requis pour d'autres classes qui ont mangé dans le temps que j'avais l'intention de garder pour ce projet. De meilleures compétences en gestion du temps et une vue plus claire de la situation dans son ensemble m'auraient aidé à terminer l'intégralité du projet à temps plutôt qu'une version à l'échelle.

Les défis de développement étaient nombreux. Comprendre les concepts a pris du temps et beaucoup de lecture. La mise en œuvre était encore plus difficile car les balles courbes telles qu'une planche à pain cassée et des pièces qui devaient être remplacées par des pièces essentielles rendaient l'exploration plus difficile mais plus amusante. Faire fonctionner le code était correct, mais s'assurer qu'il faisait ce que je pensais impliquait beaucoup de fouiller avec un multimètre et l'aspect le plus difficile à ce sujet était que je ne savais pas ce que je cherchais. Vers la fin, les défis de développement sont devenus plus importants lorsque j'ai essayé de mettre en œuvre un module Bluetooth et cela impliquait une refonte de l'ensemble du circuit. Un autre problème est la précision offerte par Nurse Box. Les valeurs de température sont désactivées et doivent être prises en compte. Si nous devions obtenir la température d'une partie fermée du corps, nous devrons structurer le circuit avec une superposition d'utilisation et de projection pour le capteur afin qu'il soit hygiénique et précis.

Étape 4: Modification requise dans M5:

Makerspace M5 était l'espace idéal pour le développement de ce projet. Au début de la première semaine après avoir choisi le projet sur lequel je voulais travailler, je ne m'attendais pas à apprendre grand-chose en dehors du sujet de niche des signes vitaux et des circuits qui s'y rapportent. Cependant, Makerspace m'a permis d'avoir des discussions avec mes pairs sur leurs projets autant que je pensais au mien et dans le processus, je pense avoir appris beaucoup plus que je n'aurais dû. Le projet d'Ayan Sengupta concernant le pattern matching m'a beaucoup appris sur l'apprentissage automatique, les bots d'entraînement et l'utilisation de vecteurs propres (enfin !). Le projet de Stephen Lendl concernant l'affichage météo sur miroir m'a présenté Raspberry Pi et m'a aidé à réaliser la puissance des API et de Python pour obtenir des mises à jour en temps réel sur un système. Ben Button et moi nous sommes assis pour comprendre les transistors et comment ils pourraient être utilisés pour faire tourner un rotor par un flux de courant séquentiel. J'ai tiré plus de cet espace de création que ce que j'y ai mis et c'était principalement à cause de la culture que l'endroit défendait où nous pouvions apprendre n'importe quoi de n'importe qui. Personnellement, je ne rationaliserais rien dans cet espace, mais j'aimerais bien capitaliser sur l'abondance de connaissances dans cette pièce en les faisant commenter et suggérer des idées sur mon projet.

Étape 5: Réalisations:

Les réalisations concernant Nurse Box ont été une leçon d'humilité. Un circuit de capteur de température et de pouls à partir de zéro est franchement tout ce que je peux montrer sur une démo comme un accomplissement qui ne dit pas grand-chose. Cependant, le processus m'a appris plus que n'importe quel texte que j'ai lu au cours des deux derniers mois. J'ai beaucoup appris sur les signes vitaux humains, la biologie qui les sous-tend et la physique pour les mesurer. J'ai développé les circuits à partir de zéro et les ai comparés à des modèles existants et j'ai appris au cours du processus les pièges que je fais lors de la création de circuits. J'ai enfin compris la connexion et l'utilisation d'un arduino, et comment mieux lire les fiches techniques du circuit intégré impliqué dans le projet. Comme mentionné, j'ai appris presque tout ce que je sais sur la cryptographie à partir de zéro pour cette classe et je pense qu'en ce moment j'ai les connaissances de base pour développer un système de sécurité brut sur Python. Je me suis même senti tellement motivé que de commencer à écrire un algorithme pour la cryptographie Diffie-Hellman. De plus, j'ai beaucoup appris sur l'apprentissage automatique, la correspondance de motifs, les Raspberry Pi et les transistors de mes pairs pendant mon cours. J'ai également étudié l'application Android sur Android Studio et je sais que je peux reprendre là où je suis parti en été visualiser les données collectées.

Étape 6: Comment créer votre propre boîte d'infirmière

Comprendre l'objectif est de la plus haute priorité. J'ai eu une énorme interprétation erronée du concept de pouls et de pression qui m'a fait reculer de deux semaines. Une fois les concepts en place, je recommanderais de commencer par des circuits très rudimentaires si vous n'êtes pas aussi familier que moi avec les circuits. Il est crucial de se familiariser avec le fonctionnement des pièces et des appareils et le flux général du système avant de se lancer dans la création d'un circuit compliqué. Une fois cela fait, il sera important de diviser le projet en étapes et de les parcourir. J'ai divisé le projet en capteur de température, capteur de fréquence cardiaque, module Bluetooth et application Android. étapes. Très vite, j'ai réalisé ce que je pouvais espérer réaliser dans le temps limité dont je disposais et ce que je ne pouvais pas. Cela aide à travailler de manière très réaliste et empêche l'ensemble du projet de paraître intimidant. Suivre aveuglément les étapes d'un site Web entraînerait de nombreux problèmes et des fonctionnalités extrêmement limitées. Vous voudriez comprendre comment votre circuit se comporte afin de pouvoir l'adapter à ce que vous envisagez. En ce qui concerne les parties du projet en cours - le module Bluetooth et l'application Android, je m'y prends en travaillant séparément sur la configuration et la réception du module Bluetooth, puis en l'intégrant dans le circuit avec les ajustements nécessaires.

Le code Arduino implique un flux séquentiel d'activation, de réception et de manipulation de données en boucle. Une fois cela compris, il vous suffit de rechercher comment activer un port ou recevoir des données. Il y a une rupture logique définie de cela et le débogage du code et l'analyse du circuit avec des multimètres sont un excellent moyen de s'y prendre.

Étape 7: Étapes suivantes:

Nurse Box a un rôle important à jouer du point de vue de l'utilisateur. Cependant, dans sa forme actuelle, nous limitons la transmission de données de Nurse Box à une transmission sans fil de proximité via Bluetooth. Si nous pouvons mettre à niveau l'arduino vers un Raspberry Pi, avec lequel, rétrospectivement, j'aurais dû commencer, nous pouvons facilement utiliser le Wifi pour la transmission de données à long terme, ce qui pourrait permettre au médecin personnel de l'utilisateur ou, disons, à un proche parent d'être tenu au courant des signes vitaux. D'autres éléments vitaux peuvent être ajoutés, tels que la pression, ce qui rendra la Nurse Box d'autant plus puissante. L'intégration d'un composant d'utilisation et de projection sur le capteur de température sans compromettre la précision sera importante si nous devions prendre la température de parties du corps fermées. Le réglage fin de l'efficacité et de la précision, l'optimisation du flux de données et la sécurisation de la transmission des données seront les dernières étapes avant que Nurse Box ne puisse être dévoilé à l'utilisateur. Il y a un besoin et un espace certain dans la société pour le concept d'un scanner vital personnel qui offre autant que Nurse Box. Beaucoup de défis à venir, mais je pense que cela vaut la peine d'essayer.