Reto: BioSense

BioSense: Instrumentación biomédica para uroflujometría e incubadora neonatal con coordinación vertical de asignaturas

Tipo de reto

Reto

Modalidad

Colaborativo

Coordinador/es

Francisco J. Ortiz Zaragoza (francisco.ortiz@upct.es), Javier M. Garrido López (javier.garrido@upct.es)

Descripción breve

El reto se plantea como un único reto colaborativo, desarrollado por un solo equipo de
estudiantes, cuyo objetivo es diseñar y construir un sistema de instrumentación biomédica
completo formado por varias partes interrelacionadas y reutilizables. El sistema global se
articula en torno a dos prototipos de aplicación biomédica (uroflujometría e incubadora
neonatal) que comparten arquitectura, metodología y elementos tecnológicos comunes.
En una primera parte, se propone la construcción de un sistema de uroflujometría basado
en una célula de carga, orientado a la estimación del caudal urinario (simulado) a partir de
la variación de peso en el tiempo. Este subsistema permite aplicar y consolidar los
conocimientos de la asignatura Fundamentos de Electrónica (2º curso), incluyendo
electrónica analógica y digital básica, acondicionamiento de señal y actuadores sencillos.

En una segunda parte, el mismo equipo construye un sistema de monitorización de una
incubadora neonatal, integrando sensores de bajo coste (Pt100, NTC, etc). Prototipo
alineado con Instrumentación Electrónica (3º curso), con énfasis en análisis comparativo
de sensores y adquisición de datos. Asimismo, coordinado con 2º curso para el diseño de
actuadores, como el encendido de indicadores luminosos (LEDs) para incubadora, tira LED
RGB para tratamiento de ictericia neonatal.
Ambos prototipos comparten soluciones técnicas reutilizables (plataforma basada en
ESP32, estructura de programación y sistemas de visualización) reforzando la visión de
sistema completo y la coordinación vertical entre asignaturas.
Se realizará también la toma de datos basado en tarjeta de adquisición de bajo coste y
programación adecuada para obtener un dashboard de monitoriazación de los sistemas.

Producto, prototipo o resultado final esperado

Como resultado final del reto se espera la obtención de un sistema de instrumentación
biomédica funcional, compuesto por dos prototipos construidos en el entorno de prácticas:
un sistema de uroflujometría y un sistema de monitorización para incubadora neonatal.
El resultado incluirá prototipos experimentales capaces de adquirir, procesar y visualizar
variables biomédicas y ambientales relevantes, con calibración documentada y
comportamiento verificable. Ambos prototipos compartirán una arquitectura común de
hardware y software, lo que permitirá mostrar de forma tangible la reutilización de módulos
y la coherencia del diseño global.
El sistema podrá demostrarse durante la Feria de Retos UPCT mediante el funcionamiento
de los sensores, la visualización de datos en tiempo real y la activación de actuadores
sencillos (por ejemplo, indicadores LED asociados a estados de la incubadora). Además,
se dispondrá de una memoria técnica y material visual que expliquen el diseño, la
integración de subsistemas y la progresión de conocimientos entre cursos.

Competencias a adquirir por los estudiantes

Durante el desarrollo del reto, los estudiantes adquirirán competencias técnicas y
transversales clave en el ámbito de la ingeniería biomédica. A nivel técnico, aplicarán
conocimientos de electrónica analógica y digital, instrumentación electrónica, sensores
biomédicos, acondicionamiento de señal, calibración, adquisición de datos y programación
de microcontroladores.

El reto refuerza especialmente la comprensión de sistemas completos, la reutilización de
módulos y la integración hardware/software, así como el diseño básico de actuadores
asociados a sistemas biomédicos. Asimismo, fomenta el uso de herramientas de laboratorio
y de visualización de datos en tiempo real.
A nivel transversal, los estudiantes desarrollarán competencias de trabajo en equipo,
planificación, resolución de problemas, comunicación técnica y pensamiento sistémico, en
un contexto aplicado y realista.

Composición esperada del equipo

El reto está dirigido principalmente a estudiantes del Grado en Ingeniería Biomédica y de Electrónica y Automática con interés
en el desarrollo de sistemas prácticos, especialmente 3º y 4º curso, con interés en la electrónica,
la instrumentación y las aplicaciones biomédicas. Se espera un único equipo colaborativo,
con un tamaño orientativo de entre 3 y 5 estudiantes, que permita abordar de forma equilibrada
las distintas tareas de diseño, montaje, programación y documentación.
No se requieren perfiles cerrados, pero es recomendable que el equipo combine estudiantes que hayan superado Fundamentos de
Electrónica e Instrumentación Electrónica, favoreciendo así el aprendizaje entre iguales y la coordinación vertical.

Colaboraciones externas previstas (opcional)

No se prevén colaboraciones externas obligatorias para el desarrollo del reto. No obstante,
el enfoque del proyecto facilita la posible participación futura de entidades del ámbito
sanitario o tecnológico como asesores o mentores, especialmente en fases de difusión o
transferencia.