صندوق الممرضة: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

"Nurse Box" هو نظام ماسح ضوئي حيوي شخصي يمكن للفرد استخدامه في المنزل لفحص درجة الحرارة ومعدل النبض بانتظام مع القليل من الجهد أو بدون جهد. يسجل صندوق الممرضات ويخزن بيانات درجة الحرارة ومعدل النبض ، بل ويذهب خطوة أخرى إلى الأمام لإرسال تنبيه لك عندما تتجاوز العناصر الحيوية مستويات الأمان. يساعدك هذا الجهاز في نسخته المثالية في الاحتفاظ بالبيانات الصحية المهمة لتحليلها ويتيح لك معرفة ما إذا كان هناك خطأ ما. "Nurse Box" ليس بأي حال من الأحوال بديلاً للطبيب أو المستجيب للطوارئ ، بل بالأحرى ممرضة آلية تقوم بفحصك بشكل متكرر كما تريد وتخبرك عندما تكون بعض البيانات الحيوية خارج المخططات.

الخطوة الأولى: الخطط الأصلية وتطورها:

كانت الخطة الأصلية هي تصميم صندوق الممرضة كما هو موضح أعلاه مع دائرة استشعار درجة الحرارة تعمل بشكل كامل مع دائرة استشعار معدل النبض. في البداية كنت أرغب في دمج تطبيق android الذي يصور هذه البيانات على أنها مرسلة من Nurse Box.

لتوفير بعض السياق ، بصرف النظر عن "إنشاء" الحد الأدنى من الدوائر كما هو مطلوب في فصول المختبر في المدرسة الثانوية ، لم أقم أبدًا بإنشاء أي دوائر حتى هذا الفصل الدراسي. كنت أكثر من مبرمج وشعرت بالراحة في التعامل مع التعليمات البرمجية المعقدة بدلاً من الدوائر البسيطة. عندما اشتركت في 297DP مع البروفيسور تشارلز مالوك ، علمت أن هذا سيكون خارج منطقة الراحة الخاصة بي حيث كانت لدي فرصة كبيرة للفشل. حاولت الاحتفاظ بمشروع هدفي صعبًا بشكل معقول لأنني كنت أعرف أنه إذا كنت تهدف إلى شيء أكثر صعوبة لمجرد أن زملائي كانوا يعملون في مشاريع أكثر تعقيدًا ، فسوف ينتهي بي الأمر باختصار وخيبة أمل. لذا ، لم تكن الخطة الأصلية معقدة على الورق ، لكنها كانت في ذروة منحنى تعليمي حاد بالنسبة لي شخصيًا. لقد اختبرت العديد من الدوائر الصغيرة في محاولة لفهم التحكم الذي يمتلكه اردوينو على الدائرة وكيف يمكنني التعامل معها باستخدام الكود. لقد قرأت الكثير عن Arduino وعملت من خلال مجموعة SparkFun الكاملة للمخترعين. لقد كانت عملية ولكنها طريقة رائعة لفهم الدوائر والرموز حقًا. بعد أسابيع قليلة من استكشاف مجموعة أدوات المخترع ، شرعت في مهمتي. لقد عملت في دائرة درجة الحرارة التي استغرقت أسبوعين لفهمها وترميزها. على الرغم من وجود تطبيقات مباشرة عبر الإنترنت ، إلا أنني أردت أن أفهم وأقوم بكل سطر من التعليمات البرمجية بنفسي. كانت دائرة معدل النبض أكثر صعوبة لأنها تعاملت مع أنواع مختلفة من المكثفات و IC- LM324. أدى ذلك إلى تعقيد دائري ، واضطررت إلى تقليص خططي لدمج وحدة بلوتوث وتطبيق android لتصور البيانات. إنه قابل للتنفيذ وقد قرأت كثيرًا بالفعل وتعلمت ما أحتاج إلى القيام به لتنفيذ ذلك ولكن الوقت كان محدودًا.

الخطوة الثانية: تم البحث:

كان البحث من أكثر الجوانب تكاملاً واستهلاكًا للوقت في هذا المشروع وهذه الدورة. لقد أمضيت العديد من الساعات التي يمكنني تجنبها في فهم المفاهيم المجردة وراء اردوينو والدوائر. إن النظر إلى مخطط الدائرة ووضع المكونات ليس هو الجزء الصعب - إنه الخروج بمخطط الدائرة أو فهم سبب ظهور المخطط على Google بالطريقة التي ظهر بها. كانت القراءة حول العناصر الحيوية وفهم ما تعنيه البيانات وأفضل طريقة لتقديمها إلى مستخدم Nurse Box هي المفتاح في تشكيل أهدافي ورؤيتي لهذا المشروع. لم أجد مقالات علمية مفيدة مثل النصوص المبسطة ومقاطع فيديو youtube التي حطمت التدفق في دائرة. في معظم الأوقات ، بعد القراءة ، أتذكر التحديق في دائري مدركًا أنه "يعمل ولكن ليس بالطريقة التي أعتقد أنها تعمل". كانت معرفة النظرية في الفصل مختلفة تمامًا عن قراءة النظرية والبحث عن طريقة لتطبيقها في مشروع ما. أصبح كل شيء يبدو ضئيلًا مثل المقاوم على التخطيطي في الكتاب المدرسي مهمًا. كانت المفاهيم التي تعلمتها لا تقدر بثمن. حتى أنني دخلت في حفرة من الاتصالات اللاسلكية وتشفير أمان تبادل مفاتيح Diffie-helman من أجل تنفيذ طريقة آمنة لإرسال البيانات من النظام إلى الهاتف. بصراحة ، كان الجزء الأكثر إثارة حول المشروع بأكمله هو الساعات الخمس التي أمضيتها في فهم التشفير ، وشفرات سيزار ، وخوارزمية RSA ، وخوارزمية Diffie-Helman. ومع ذلك ، لم أتمكن من نقل المشروع إلى المستوى الذي كان بإمكاني تنفيذ أي من هذه الأشياء الجديدة المدهشة التي تعلمتها خلال مسار المشروع.

الخطوة الثالثة: الصعوبات التي تمت مواجهتها:

جاءت التحديات في جزأين: شخصي وتنموي. قللت التحديات الشخصية المتضمنة من أهمية الالتزام بالوقت المطلوب للفئات الأخرى التي أكلت في الوقت الذي كنت أنوي الاحتفاظ به لهذا المشروع. كان من الممكن أن تساعدني مهارات إدارة الوقت الأفضل والنظرة الأنظف للصورة الكبيرة في إنهاء المشروع بأكمله في الوقت المناسب بدلاً من إصدار موسع.

كانت التحديات التنموية عديدة. استغرق فهم المفاهيم وقتًا وكثيرًا من القراءة. كان التنفيذ أكثر صعوبة لأن الكرات المنحنية مثل اللوح المكسور والأجزاء التي يجب استبدالها بأجزاء أساسية جعلت الاستكشاف أكثر صعوبة ولكن أكثر متعة. كان تشغيل الكود أمرًا جيدًا ، لكن التأكد من أنه قد فعل ما اعتقدت أنه قد تضمن الكثير من البحث عن عدة أمتار وكان الجانب الأصعب في ذلك هو أنني لم أكن أعرف ما كنت أبحث عنه. نحو النهاية ، أصبحت التحديات التنموية أكثر أهمية عندما حاولت تنفيذ وحدة بلوتوث واشتملت على تجديد الدائرة بأكملها. قضية أخرى هي الدقة التي تقدمها Nurse Box. قيم درجة الحرارة متوقفة وتحتاج إلى حساب. إذا أردنا الحصول على درجة الحرارة من جزء مغلق من الجسم ، فسنحتاج إلى هيكلة الدائرة باستخدام طبقات استخدام ورمي للمستشعر بحيث يكون صحيًا ودقيقًا.

الخطوة 4: التغيير المطلوب في M5:

كان Makerspace M5 المكان المثالي لتطوير هذا المشروع. مع دخول الأسبوع الأول بعد أن اخترت المشروع الذي كنت أرغب في العمل عليه ، لم يكن هناك الكثير الذي كنت أتوقع أن أتعلمه خارج الموضوع المتخصص الخاص بالحيويات والدوائر المتعلقة به. ومع ذلك ، أتاح لي Makerspace إجراء مناقشات مع زملائي حول مشاريعهم بقدر ما فكرت في مشاريعي وفي هذه العملية أعتقد أنني تعلمت أكثر بكثير مما يجب أن أتعلمه. علمني مشروع Ayan Sengupta المتعلق بمطابقة الأنماط الكثير عن التعلم الآلي وتدريب الروبوتات واستخدام المتجهات الذاتية (أخيرًا!). قدمني مشروع Stephen Lendl المتعلق بعرض الطقس على المرآة إلى Raspberry Pi وساعدني على إدراك قوة واجهات برمجة التطبيقات و Python للحصول على تحديثات في الوقت الفعلي على النظام. جلست أنا وبن باتون لاكتشاف الترانزستورات وكيف يمكن استخدامها لتحويل الدوار عن طريق التدفق الحالي المتسلسل. لقد استفدت من مساحة العمل هذه أكثر مما وضعته وكان ذلك في الغالب بسبب الثقافة التي يدعمها المكان حيث يمكننا تعلم أي شيء من أي شخص. أنا شخصياً لن أقوم بتبسيط أي شيء في هذا المجال ، لكنني بالتأكيد أتمنى لو استفدت من وفرة المعرفة في تلك الغرفة من خلال حملهم على التعليق واقتراح أفكار حول مشروعي.

الخطوة الخامسة: الإنجازات:

كانت الإنجازات المتعلقة بـ Nurse Box متواضعة. إن دائرة مستشعر درجة الحرارة والنبض من نقطة الصفر هي بصراحة كل ما يمكنني إظهاره في العرض التوضيحي باعتباره إنجازًا لا يقول الكثير. ومع ذلك ، فقد علمتني هذه العملية أكثر من أي نص قرأته في الشهرين الماضيين. لقد تعلمت الكثير عن العناصر الحيوية البشرية ، والبيولوجيا الكامنة وراءها والفيزياء في قياسها. لقد طورت الدوائر من الصفر وقارنتها بالنماذج الحالية وتعلمت في هذه العملية عن المزالق التي أصنعها أثناء إنشاء الدوائر. لقد فهمت أخيرًا اتصال واستخدام اردوينو ، وكيفية قراءة أوراق البيانات بشكل أفضل لـ IC المشارك في المشروع. كما ذكرنا سابقًا ، لقد تعلمت تقريبًا كل ما أعرفه عن التشفير من نقطة الصفر لهذه الفئة وأعتقد أن لدي الآن المعرفة الأساسية لتطوير نظام أمان خام على Python. حتى أنني شعرت بدافع كبير لبدء كتابة خوارزمية لتشفير Diffie-Hellman. بالإضافة إلى ذلك ، تعلمت قدرًا كبيرًا من التعلم الآلي ، ومطابقة الأنماط ، وتوت العليق ، والترانزستورات من زملائي خلال فترة وجودي في الدورة ، كما درست تطبيق Android على Android Studio وأعلم أنه يمكنني الالتحاق من حيث تركت في الصيف لتصور البيانات التي تم جمعها.

الخطوة 6: كيفية إنشاء صندوق الممرضات الخاص بك

فهم الهدف له أولوية قصوى. كان لدي تفسير خاطئ كبير لمفهوم النبض والضغط مما أعادني إلى الوراء لمدة أسبوعين بمجرد أن تنخفض المفاهيم ، أوصي بالبدء في دوائر بدائية للغاية إذا كنت غير معتاد على الدوائر مثلي. من الأهمية بمكان أن تكون على دراية بعمل الأجزاء والأجهزة والتدفق العام للنظام قبل أن تقفز إلى إنشاء دائرة معقدة. بمجرد الانتهاء من ذلك ، سيكون تقسيم المشروع إلى مراحل والعمل من خلالها أمرًا مهمًا. لقد قسمت المشروع إلى مستشعر درجة الحرارة ، ومستشعر معدل النبض ، ووحدة البلوتوث ، وتطبيق android. مراحل. وسرعان ما أدركت ما يمكن أن أتمنى تحقيقه في الوقت المحدود الذي أملكه وما لم أستطع تحقيقه. يساعد هذا في العمل بشكل واقعي للغاية ويحافظ على المشروع بأكمله من أن يبدو شاقًا. قد يؤدي اتباع الخطوات على موقع الويب بشكل أعمى إلى الكثير من المشكلات ووظائف محدودة للغاية. قد ترغب في فهم كيف تتصرف دائرتك حتى تتمكن من تعديلها إلى ما تتخيله. بالنسبة لأجزاء المشروع قيد التنفيذ - وحدة البلوتوث وتطبيق android ، فأنا أعمل على إعداد واستقبال وحدة البلوتوث بشكل منفصل ثم دمجها في الدائرة مع التعديلات اللازمة.

يتضمن كود Arduino تدفقًا تسلسليًا لتنشيط البيانات واستلامها ومعالجتها في الحلقة. بمجرد فهم ذلك ، فإن البحث عن كيفية تنشيط منفذ أو تلقي بيانات هو كل ما عليك القيام به. هناك انهيار منطقي محدد لهذا ، ويعد تصحيح أخطاء الكود وتحليل الدائرة بأمتار متعددة طريقة رائعة للقيام بذلك.

الخطوة السابعة: الخطوات التالية:

لدى Nurse Box دور قوي تلعبه من وجهة نظر المستخدم. ومع ذلك ، في شكله الحالي ، فإننا نحد من نقل بيانات Nurse Box إلى الإرسال اللاسلكي القريب عبر البلوتوث. إذا تمكنا من ترقية اردوينو إلى Raspberry Pi ، وهو ما كان يجب أن أبدأ به في الماضي ، فيمكننا بسهولة استخدام Wifi لنقل البيانات على المدى الطويل ، ونتيجة لذلك يمكن أن يكون الطبيب الشخصي للمستخدم أو على سبيل المثال قريبًا قريبًا أبقى في الحلقة فيما يتعلق بالحيوية. يمكن إضافة المزيد من العناصر الحيوية مثل الضغط وهذا سيجعل صندوق الممرضة أكثر قوة. سيكون دمج مكون الاستخدام ورمي فوق مستشعر درجة الحرارة دون المساومة على الدقة أمرًا مهمًا إذا أردنا أخذ درجة الحرارة من أجزاء الجسم المغلقة. ستكون الضبط الدقيق للكفاءة والدقة وتحسين تدفق البيانات وتأمين نقل البيانات هي الخطوات الأخيرة قبل الكشف عن Nurse Box للمستخدم. هناك حاجة محددة ومساحة في المجتمع لمفهوم الماسح الضوئي الحيوي الشخصي الذي يقدم ما يقدمه Nurse Box. هناك الكثير من التحديات التي تنتظرنا ولكني أعتقد أن الأمر يستحق المحاولة.