Согласно последним данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, астмой страдают более 4,6 миллионов детей в Соединенных Штатах.
В 2021 году это составит более 270 000 посещений отделений неотложной помощи, более 27 000 госпитализаций и 145 смертей.
Старшие специалисты биоинженерии (слева направо) Рутвидж Чаудхари, Анушка Мишра, Алиша Онкар и Лайя Калита тестируют медицинское технологическое устройство, которое они планируют продемонстрировать на выставке Senior Design Expo Инженерного колледжа в пятницу, 6 декабря. Breath Buddy — это носимое устройство, предназначенное для выявления астматических паттернов дыхания у детей.
В Инженерном колледже Университета Толедо команда пожилых людей-биоинженеров хочет помочь детям, страдающим от хронического воспаления легких, которое вызывает кашель, хрипы или одышку.
Рутвидж Чаудхари, Лайя Калита, Анушка Мишра и Алиша Онкар работали над носимым устройством для выявления астматического характера дыхания у детей, которые, по их словам, могут быть не так быстро распознавать симптомы потенциального приступа, как взрослые пациенты с астмой, имеющие больше опыта в профилактике и профилактике. . относитесь к ним.
«Идея состоит в том, чтобы иметь возможность предупредить ребенка и его опекунов о приступе астмы, чтобы ребенок мог быстро получить необходимую помощь», — сказал Мишра.
Чаудхари, Калита, Мишра и Онкар представят свой прототип под названием Breath Buddy на выставке Senior Design Expo Инженерного колледжа с полудня до 15:00 в пятницу, 6 декабря, на первом этаже Nitschke Hall. Они присоединятся к более чем 70 командам, чтобы представить старшие дизайнерские проекты, демонстрирующие креативность и изобретательность студентов при решении реальных задач, в некоторых случаях в сотрудничестве с местными партнерами, такими как Metroparks Toledo, Инженерное бюро округа Лукас и Лютеранская церковь Св. Иоанна. . в Уиллистоне.
Команда старших специалистов по гражданскому и экологическому проектированию — Роберт Белэр, Сет Дейтеринг, Коллин Герке, Алексус Хофакр и Александр Нейман — представит систему управления ливневыми водами для склада, разработанную с учетом местных нормативных требований по количеству и мониторингу качества дождевой воды.
Система управления ливневыми водами стала финалистом конкурса Contech Urban Stormwater and Drainage.
«Выставка Senior Design Expo — это давняя традиция взаимодействия с общественностью и кульминация многолетних возможностей практического обучения, которые начинаются в первом семестре студента в инженерном колледже», — сказал доктор Мохаммад Элахиния, временный декан колледжа. «Мы всегда с нетерпением ждем возможности увидеть, как наши выпускники решают проблемы в нашем сообществе и создают инновационные решения, применяя то, чему они научились на своих занятиях и на стажировках.
Парковка для посетителей Senior Design Expo бесплатна в зоне 20. Для получения дополнительной информации о мероприятии посетите Веб-сайт инженерного колледжа.
Чаудхари, Калита, Мишра и Онкар разделяют интерес к медицинским технологиям, подкрепляемый семестрами работы за пределами кампуса с медицинскими технологическими компаниями в рамках интегрированной программы сотрудничества колледжа, которая гарантирует, что студенты инженерных наук отработают как минимум один полный год оплачиваемой работы. опыт работы до окончания учебы.
Мишра считает, что разговор со своим дедушкой, страдающим астмой, вдохновил его на создание Breath Buddy.
«Я просто обсуждала идеи со своей семьей, и он заговорил об астме», — вспоминает она. «Я сказал, что не могу это исправить, но, возможно, я смогу что-то сделать. Итак, мы все начали проводить исследования и обнаружили, что каждый элемент, который нам понадобится в нашем прототипе, был тем, чему мы научились в ходе программы биоинженерии.
Команда начала семестр с создания модели машинного обучения, называемой нейронной сетью, обучая ее аудиоклипам из самых разных образцов дыхания.
Это стало для них первой проблемой: когда они начали писать код на MATLAB, языке программирования и платформе, которые они использовали на протяжении всей университетской программы, они быстро поняли, что эта задача лучше подходит для другой платформы.
«Нам пришлось самим немного выучить Python», — сказал Чаудхари, поблагодарив за поддержку доктора Скотта Паппады, доцента кафедры биоинженерии, который преподает обработку биосигналов. «Мы провели много времени с доктором Паппадой».
Как только нейронная сеть смогла надежно отличать звук астматического дыхания от неастматического дыхания, они обратили свое внимание на примерно 4-дюймовое устройство, которое будет его использовать. Это устройство, состоящее из микрофона, микропроцессора и аккумулятора, предназначено для ношения на груди и размещения таким образом, чтобы фиксировать привычки дыхания пользователя.
Диагноз астмы сообщается, если применимо, через ЖК-экран.
В дни, предшествующие выставке Senior Design Expo, команда все еще усердно работает, чтобы найти лучший способ запечатлеть звуки дыхания владельца — обычно довольно тихого, особенно когда у пользователя нет симптомов астмы.
По их словам, если бы у них было больше времени, они могли бы предложить еще больше улучшений. Возможно, шум или мигающий свет, сигнализирующий об обнаружении астматического дыхания, или система оповещения для лиц, осуществляющих уход вне поля зрения, с использованием Bluetooth или Wi-Fi.
«Технология работает, — сказал Мишра, — но мы еще можем многое с ее помощью сделать».
