Contribuciones a la caracterización del cuerpo humano como medio de transmisión en las técnicas de comunicaciones intracorporales.

Falta palabras claveLa necesidad de bio-dispositivos de reducido consumo, tamaño y costo ha motivado la investigación de nuevas tecnologías de comunicaciones inalámbricas de corto alcance, entre las que se encuentran las técnicas de comunicaciones intracorporales (IBC). Estas utilizan el cuerpo humano como medio de transmisión de señales eléctricas para la conexión de dispositivos colocados sobre la superficie corporal, cercanos a esta e implantados. Las ventajas de esta técnica residen en el uso de señales de baja frecuencia y amplitud que se acoplan mediante pequeños electrodos al cuerpo, favoreciendo la disminución del consumo y la minimización de las interferencias con otros dispositivos. Sin embargo, aún existen importantes retos científico-técnicos a solventar con el fin de obtener una metodología de diseño de los sistemas IBC sistemática y precisa. Para ello es fundamental avanzar en el conocimiento de los verdaderos mecanismos de transmisión del cuerpo humano como canal de comunicación. El objetivo de esta tesis doctoral es profundizar en la caracterización del cuerpo humano como medio de transmisión de señales tanto desde una perspectiva teórica como experimental. De esta forma, se han propuesto diferentes modelos de canal: un modelo de la piel como símil de línea de transmisión, un modelo computacional 3D del brazo humano y un modelo físico circuital phantom. También se han implementado montajes de medida armonizados para la determinación de la atenuación corporal para ambos tipos de acoplamiento galvánico y capacitivo, así como para analizar diferentes cuestiones técnicas de interés como estrategias de aislamiento de tierras, influencia de la resistencia de carga y efectos de cables y conectores. Los resultados abarcan la simulación y validación de los modelos propuestos, incluyendo atenuación, dispersión, tasa binaria y de error para diferentes esquemas de modulación digitales. Se han simulado también variables eléctricas como bioimpedancia, campo eléctrico y corriente a través de los tejidos. Por último, se ha realizado un conjunto exhaustivo de medidas de atenuación estudiándose variables como longitud de canal, distancia inter-electrodo, tipo de electrodo, diferentes partes del cuerpo, etc. Como principales conclusiones, se ha avanzado en el entendimiento de algunos de los mecanismos de transmisión a través del cuerpo humano y la piel, lo que a su vez nos ha permitido identificar el rango de operación de cada uno de los tipos de acoplamiento, así como definir un conjunto de especificaciones prácticas para la implementación de esquemas de medida IBC más precisos

Human-in-the-Loop Cyber-Physical-Systems based on Smartphones

Tese de doutoramento em Ciências e Tecnologias da Informação, apresentada ao Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de CoimbraTechnological devices increasingly become smaller, more mobile, powerful and efficient. However, each time we have to hurdle through unintuitive menus, errors and incompatibilities we become stressed by our technology. As first put forward by the renowned computer scientist Mark Weiser, the ultimate form of computers may be an extension of our subconscious. The ideal computer would be capable of truly understanding people's unconscious actions and desires. Instead of humans adapting to technology and learning how to use it, it would be technology that would adapt to the disposition and uniqueness of each human being. This thesis focuses on the realm of Human-in-the-loop Cyber-Physical Systems (HiTLCPSs). HiTLCPSs infer the users’ intents, psychological states, emotions and actions, using this information to determine the system's behavior. This involves using a large variety of sensors and mobile devices to monitor and evaluate human nature. Therefore, this technology has strong ties with wireless sensor networks, robotics, machine-learning and the Internet of Things. In particular, our work focuses on the usage of smartphones within these systems. It begins by describing a framework to understand the principles and theory of HiTLCPSs. It provides some insights into current research being done on this topic, its challenges, and requirements. Another of the thesis' objectives is to present our innovative taxonomy of human roles, where we attempt to understand how a human may interact with HiTLCPSs and how to best explore this resource. This thesis also describes concrete examples of the practical usage of HiTL paradigms. As such, we included a comprehensive description of our research work and associated prototypes, where the major theoretical concepts behind HiTLCPS were applied and evaluated to specific scenarios. Finally, we discuss our personal view on the future and evolution of these systems.A tecnologia tem vindo a tornar-se cada vez mais pequena, móvel, poderosa e eficiente. No entanto, lidar com menus pouco intuitivos, erros, e incompatibilidades, causa frustração aos seus utilizadores. Segundo o reconhecido cientista Mark Weiser, os computadores do futuro poderão vir a existir como se fossem uma extensão do nosso subconsciente. O computador ideal seria capaz de entender, em toda a sua plenitude, as ações e os desejos inconscientes dos seres humanos. Em vez de serem os humanos a adaptarem-se à tecnologia e a aprender a usá-la, seria a tecnologia a aprender a adaptar-se à disposição e individualidade de cada ser humano. Esta tese foca-se na área dos Human-in-the-loop Cyber-Physical Systems (HiTLCPSs). Os HiTLCPSs inferem as intenções, estados psicológicos, emoções e ações dos seus utilizadores, usando esta informação para determinar o comportamento do sistema ciber-físico. Isto envolve a utilização de uma grande variedade de sensores e dispositivos móveis que monitorizam e avaliam a natureza humana. Assim sendo, esta tecnologia tem fortes ligações com redes de sensores sem fios, robótica, algoritmos de aprendizagem de máquina e a Internet das Coisas. Em particular, o nosso trabalho focou-se na utilização de smartphones dentro destes sistemas. Começamos por descrever uma estrutura para compreender os princípios e teoria associados aos HiTLCPSs. Esta análise permitiu-nos adquirir alguma clareza sobre a investigação a ser feita sobre este tópico, e sobre os seus desafios e requisitos. Outro dos objetivos desta tese é o de apresentar a nossa inovadora taxonomia sobre os papeis do ser humano nos HiTLCPSs, onde tentamos perceber as possíveis interações do ser humano com estes sistemas e as melhores formas de explorar este recurso. Esta tese também descreve exemplos concretos da utilização prática dos paradigmas HiTL. Desta forma, incluímos uma descrição do nosso trabalho experimental e dos protótipos que lhe estão associados, onde os conceitos teóricos dos HiTLCPSs foram aplicados e avaliados em diversos casos de estudo. Por fim, apresentamos a nossa perspetiva pessoal sobre o futuro e evolução destes sistemas.Fundação Luso-Americana para o DesenvolvimentoFP7-ICT-2007-2 GINSENG projectiCIS project (CENTRO-07-ST24-FEDER-002003)SOCIALITE project (PTDC/EEI-SCR/2072/2014

Determining the potential of wearable technologies within the disease landscape of sub-Saharan Africa

Thesis (MEng)--Stellenbosch University, 2019.ENGLISH ABSTRACT: Please refer to full text for abstract.AFRIKAANSE OPSOMMING: Raadpleeg asseblief vol teks vir opsomming

XXIV congreso anual de la sociedad española de ingeniería biomédica (CASEIB2016)

En la presente edición, más de 150 trabajos de alto nivel científico van a ser presentados en 18 sesiones paralelas y 3 sesiones de póster, que se centrarán en áreas relevantes de la Ingeniería Biomédica. Entre las sesiones paralelas se pueden destacar la sesión plenaria Premio José María Ferrero Corral y la sesión de Competición de alumnos de Grado en Ingeniería Biomédica, con la participación de 16 alumnos de los Grados en Ingeniería Biomédica a nivel nacional. El programa científico se complementa con dos ponencias invitadas de científicos reconocidos internacionalmente, dos mesas redondas con una importante participación de sociedades científicas médicas y de profesionales de la industria de tecnología médica, y dos actos sociales que permitirán a los participantes acercarse a la historia y cultura valenciana. Por primera vez, en colaboración con FENIN, seJane Campos, R. (2017). XXIV congreso anual de la sociedad española de ingeniería biomédica (CASEIB2016). Editorial Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/79277EDITORIA