BioZs : Reloj biomédico inteligente basado en Zephyr.

Abstract

En el contexto actual de la tecnología vestible, la integración de dispositivos inteligentes con capacidades biomédicas está marcando una nueva era en la atención de la salud personalizada. Este proyecto, se enfoca en la modificación de un reloj inteligente que va más allá de las funciones convencionales, al agregar capacidades avanzadas de monitoreo de parámetros biomédicos. Estas innovaciones no solo amplían las posibilidades de seguimiento de la salud en tiempo real, sino que también abren nuevas oportunidades para mejorar la calidad de vida y el bienestar de los usuarios. En el presente proyecto, BioZs, se explora el proceso de diseño, desarrollo e implementación de funcionalidades en el reloj inteligente, destacando su potencial impacto en el campo de la tecnología aplicada a la salud y el bienestar personal. Por lo tanto, se propone diseñar y fabricar un dispositivo que combine la versatilidad de un smartwatch con características de monitoreo de parámetros biomédicos que resulten prácticas y beneficiosas para el usuario. En el marco del proyecto BioZs se partió de un proyecto existente, el reloj inteligente de código abierto del proyecto “ZSWatch” creado por el usuario Jakkra de Github. Se llevó a cabo inicialmente un estudio exhaustivo y documentación de este dispositivo, abarcando desde su estructura a nivel de hardware, incluyendo esquemas y diseño de PCB, hasta el análisis del software que emplea, Zephyr RTOS, y la configuración realizada por el usuario, e incluso el diseño del encapsulado (estructura de plástico o metal que alberga los componentes electrónicos del reloj) exclusivo del reloj. Después de finalizar esta fase, se hicieron ajustes tanto en el hardware como en el software y el diseño del encapsulado, con el propósito de incorporar funciones biomédicas al proyecto. La premisa central se centró en la utilización del sensor MAX30101 en conjunto con el MAX32664D, los cuales posibilitan la obtención del ritmo cardíaco, la saturación de oxígeno en sangre y una estimación de la presión arterial a través del dedo, aunque este último parámetro no pudo obtenerse. La solución planteada implicó la creación de una nueva placa de circuito impreso (PCB) que integrará los sensores mencionados, además de otros como el acelerómetro ADXL367 para el conteo de pasos y el sensor de temperatura TMP117. Tener una PCB adicional evita tener que agrandar la original al agregar los nuevos sensores y además facilita la prueba independiente de los integrados en la nueva placa. Esta PCB se enlaza mediante conectores con la PCB del proyecto ZSWatch. Las dos PCBs fueron enviadas a fabricar y probadas con éxito. En cuanto al software, se llevaron a cabo las adecuaciones requeridas para incorporar los controladores de los sensores nuevos. Además de la creación de diversas aplicaciones en el reloj inteligente que posibilitan la visualización de los datos provenientes de estos sensores en la pantalla del reloj y que, mediante el uso de un motor vibrador presente en la PCB se alerte en caso de detectar valores anómalos. Se logró esto utilizando la PCB del ZSWatch por separado y posteriormente con ambas PCBs enlazadas. Por último, se realizaron ajustes en el encapsulado usando un software de diseño 3D para adaptarlo a cambios en el hardware, con el objetivo de ensamblar los componentes electrónicos del reloj y lograr un dispositivo vestible. Se produjo el nuevo encapsulado con una impresora 3D, pero errores en el diseño y la impresión impidieron armar el reloj. La solución final no es óptima desde el punto de vista de lograr un smartwatch funcional, pero aun así, este proyecto se puede ver como una puerta abierta a numerosas oportunidades futuras de trabajo. Estas van desde la ampliación de parámetros biológicos hasta el aprovechamiento de la comunicación Bluetooth, junto con mejoras en las aplicaciones, el hardware y el diseño del encapsulado.