Proyecto ABRIL 1 Proyecto TEC2006-12211: ABRIL (Aplicaciones Biomédicas en Redes heterogéneas InaLámbricas) Jornadas de Seguimiento y Evaluación de Proyectos.

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1 Proyecto ABRIL 1 Proyecto TEC2006-12211: ABRIL (Aplicaciones Biomédicas en Redes heterogéneas InaLámbricas) Jornadas de Seguimiento y Evaluación de Proyectos de Investigación MICINN Eduardo Casilari (Universidad de Malaga) José Antonio Gázquez Parra (Universidad de Almería) Investigadores principales Madrid, 23 de septiembre, 2008

2 Proyecto ABRIL 2 Índice 1.Datos básicos del proyecto y objetivos 2.Tareas de desarrollo: Prototipos 3.Tareas de investigación 4.Resultados conseguidos

3 Proyecto ABRIL 3 Datos básicos del proyecto Duración: 01/Octubre/2006 a 30/Septiembre/2009 Proyecto coordinado: 2 grupos Dpto. Tecnología Electrónica (Universidad de Málaga, UMA) 5 profesores a tiempo completo 6 profesores a tiempo parcial 1 becaria FPI a tiempo completo (beca concluida) Dpto. Arq. de Computadores y Electrónica (Univ. de Almería, UAL) 6 profesores a tiempo completo 1 becario FPI a tiempo completo (contratado por empresa) 5 licenciados médicos del Hospital Torrecárdenas de Almería Presupuesto (sin incluir costes indirectos) Gastos de ejecución: 105.000 € (UMA) + 35.000(UAL) Sin dinero para personal ni becarios ni complementos salariales Incidencias: 4 bajas con licencia por maternidad (+excedencia en algunos casos), presupuesto de grupo UAL concedido con posterioridad

4 Proyecto ABRIL 4 Objetivos (I): líneas de desarrollo Líneas de desarrollo de prototipos en telemedicina Grupo UMA: Desarrollo de un prototipo de redes de área personal/corporal basado en smartphones Grupo UAL Desarrollo de una pasarela inalámbrica para señales endoscópicas Desarrollo de una pasarela para autoanalizadores de muestra capilar Ambos grupos: integración de plataformas desarrolladas, asesoramiento del equipo médico

5 Proyecto ABRIL 5 Objetivos (II): líneas de investigación Líneas de investigación en comunicaciones inalámbricas: Grupo UMA: 1. Estudio de redes MANET híbridas 2. Caracterización de tecnologías para redes PAN/BAN 3. Análisis de redes celulares y redes MIMO Grupo UAL: 1. Optimización de procedimientos criptográficos para la transmisión de bioseñales.

6 Proyecto ABRIL 6 Objetivos (I): líneas de desarrollo Líneas de desarrollo de prototipos en telemedicina Grupo UMA: Desarrollo de un prototipo de redes de área personal/corporal basado en smartphones Grupo UAL Desarrollo de una pasarela inalámbrica para señales endoscópicas Desarrollo de una pasarela para autoanalizadores de muestra capilar Ambos grupos: integración de plataformas desarrolladas, asesoramiento del equipo médico

7 Proyecto ABRIL 7 Objetivos del prototipo desarrollado Adquirir experiencia en la creación y desarrollo de redes de área personal Personal y Área Corporal. Uso/evaluación de smartphones como maestros de una piconets de biosensores Integración/Emulación de biosensores comerciales BT: uso del Serial Server Profile (SSP) de BT Adopción/Evaluación de Java (J2ME) para aplicaciones de teleasistencia Uso alternativo de otros lenguajes: Python, C para Symbian Uso/evaluación de las capacidades de transmisión híbridas (BT/GPRS/UMTS/WiFi) de los smartphones para este tipo de redes

8 Proyecto ABRIL 8 PROTOTIPO DESARROLLADO SPO2 ECG GPS Internet Centro (médico) de recepción Wifi 2. SISTEMA DE CONTROL CENTRAL Nodo Inteligente (IN) (Smart Phone) BT Pulse-oximeter GPS 3. UNIDADES DE CONTROL Y MONITORIZACIÓN (fijas o móviles) GPRS/ UMTS 1. BAN (BODY AREA NETWORK) de usuario Cinturón Bluetooth ECG Internet El Smart phone a cargo de recibir las señales de los senores inalámbricos y retransmitirlas por un sistema híbrido (GPRS/UMTS/Wifi). Otras funciones: -Detección de alarmas médicas -Programación remota de los sensores Software para el control y monitorización remota de la BAN (también desde smartphone) Servidor: a cargo de recibir/almacenar las bioseñales y ofrecerlas a través de cualquier nodo en Internet (autorizado)

9 Proyecto ABRIL 9 Dispositivos integrados Integración de nuevos dispositivos médicos comerciales inalámbricos: Sensores BT: GPS, SPO2, Cinturón para señal electrocardiográfica, sensor ECG con doce derivaciones, un tensiómetro, un espirómetro y un peso electrónico.

10 Proyecto ABRIL 10 Software de recepción Recepción de la información Applet Java en cualquier navegador Midlet J2ME para cualquier teléfono móvil. SMS/MMS con detección de alarmas

11 Proyecto ABRIL 11 Emulador de bioseñales inalámbricas(II) PhysioBank Internet Emulador (Midlet) Recepción (Midlet) Servidor GPRS/UMTS Wifi Servlet J2EE a cargo de recibir las bioseñales de una base de datos en Internet Interfaz para seleccionar el registro a transmitir. El registro se solicita a Internet, se reformatea y se transmite por BT. La arquitectura permite sustituir el sensor ECG Bluetooth por cualquier dispositivo que soporte J2ME Estudios sobre redes BAN médicas: centradas en convivencia de tecnologías (WiFi/BT) y en problemas de escalabilidad Necesidad de emular señales realistas desde dispositivos móviles Desarrollo de un emulador con tecnología J2ME y acceso a base de datos médicas en Internet

12 Proyecto ABRIL 12 Investigación sobre el prototipo Estudio de la usabilidad de J2ME para este tipo de aplicaciones Problemas de portabilidad Necesidad excesiva de interacción Estudio empírico de la convivencia de emisiones de bioseñales con otras señales interferentes Comparación de las prestaciones de diversos lenguajes de programación Evaluación de tecnologías móviles para soportar este tipo de servicios: Viabilidad de BT para multiplexar señales Estudio de los traspasos entre tecnologías (BT/BT, BT/WiFi, WiFi- UMTS) en dispositivos móviles Smartphones

13 Proyecto ABRIL 13 Objetivos (I): líneas de desarrollo Líneas de desarrollo de prototipos en telemedicina Grupo UMA: Desarrollo de un prototipo de redes de área personal/corporal basado en smartphones Grupo UAL Desarrollo de una pasarela inalámbrica para señales endoscópicas Desarrollo de una pasarela para autoanalizadores de muestra capilar Ambos grupos: integración de plataformas desarrolladas, asesoramiento del equipo médico

14 Proyecto ABRIL 14 Estudio de señales de las cápsulas endoscópicas y de los endoscopios flexibles –Cápsulas de transmisión inalámbrica (400 MHz con alcance de cm.) Desarrollo de un sistema de emulación de sistema endoscópico (cámaras +minimonitor): Evitar las pruebas iniciales en hospital Desarrollo de la pasarela inalámbrica portable –Optimización de peso y consumo (los sistemas reales obligan a llevar encima un arnés con un equipo con disco duro y una pesada batería) –Recepción de señales de la cápsula y reenvío (WiFi) a una unidad central que la almacena y la retransmite a Internet –Preprocesado, cifrado y compresión en tiempo real de la información Pasarela inalámbrica para señales endoscópicas

15 Proyecto ABRIL 15 Transmisión en tiempo real de señales de video endoscópico hacia terminales portátiles tipo PDA, en tiempo real y con dispositivos empotrados CAPTURADOR DE VIDEO μC EMPOTRADO MINICAMARA SALIDA A SISTEMAS IP Pasarela inalámbrica para señales endoscópicas

16 Proyecto ABRIL 16 Pasarela para autoanalizadores de muestra capilar Integración de los autoanalizadores en un Proyecto anterior (SISMES, del coordinado AIRES): –Equipo de transmisión híbrido de señales de un monitor médico para ambulancia (GPRS/radiomódem) Estudio (y elección) de los autoanalizadores hematológicos comerciales portátiles Desarrollo de interfaz de comunicación (basado en microprocesador) entre el analizador y SISMES: –Descodificación de la señal aportada por el fabricante –Recodificación y cifrado para inyección en SISMES –Gestión de alarmas

17 Proyecto ABRIL 17 Pasarela para autoanalizadores de muestra capilar Transmisión en tiempo real de información de autoanalizador de sangre mediante muestra capilar, integración en la Red del Proyecto SISMES MONITOR MEDICO UNIDAD MOVIL DE MEDIDA Y TRANSMISION DE SISMES AUTOANALIZADOR DE MUESTRA CAPILAR ENTRADA SERIE AUXILIAR

18 Proyecto ABRIL 18 Objetivos (I): líneas de desarrollo Líneas de desarrollo de prototipos en telemedicina Grupo UMA: Desarrollo de un prototipo de redes de área personal/corporal basado en smartphones Grupo UAL Desarrollo de una pasarela inalámbrica para señales endoscópicas Desarrollo de una pasarela para autoanalizadores de muestra capilar Ambos grupos: integración de plataformas desarrolladas, asesoramiento del equipo médico

19 Proyecto ABRIL 19 Integración de trabajos (en realización) Colaboración en el prototipo con Smartphones Integración de las nuevas señales de SISMES y de las cápsulas endoscópicas en el sistema de recepción del prototipo con Smartphones Asesoramiento médico para posibles pruebas de campo en el Hospital Torrecárdenas

20 Proyecto ABRIL 20 Objetivos (II): líneas de investigación Líneas de investigación en comunicaciones inalámbricas: Grupo UMA: 1. Estudio de redes MANET híbridas 2. Caracterización de tecnologías para redes PAN/BAN 3. Análisis de redes celulares y redes MIMO Grupo UAL: 1. Optimización de procedimientos criptográficos para la transmisión de bioseñales.

21 Proyecto ABRIL 21 1. Estudio de redes MANET híbridas Coordinación: E. Casilari Integración de redes ad hoc (MANET) en Internet Optimización de las técnicas de descubrimiento de gateways (pasarelas) Uso de gateways oportunistas: Técnicas para la mejora de las conmutaciones y la distribución (‘balanceo’) de tráfico Elección del gateway en función de la estabilidad de la ruta Propuesta de un modelo analítico de duración de enlace (válido más allá de las redes MANET híbridas) Diseminación de contenidos y caché en redes MANET Desarrollo de modelos de simulación: Algoritmos de routing (basado en implementaciones reales) para OMNeT++

22 Proyecto ABRIL 22 2. Caracterización de tecnologías para redes PAN Coordinación: E. Casilari/JM Cano García Bluetooth: Modelado analítico del retardo y el throughput Con/sin pérdidas Perfiles PAN/SPP Optimización del consumo y su impacto en las prestaciones de Bluetooth (estudio de modos de bajo consumo) 802.15.4/Zigbee Desarrollo de modelos para organización en clusters Propuesta y montaje de MAC eficientes para redes de sensores y evaluación de tecnologías comerciales disponibles

23 Proyecto ABRIL 23 3. Análisis de redes celulares y redes MIMO Coordinación: J.M. Romero Estudio de las prestaciones y caracterización del servicio de transporte de datos sobre UMTS y HDSPA/HSUPA. Análisis de los sistemas con transmisión y/o recepción MIMO Modelo de probabilidad de error de bit o símbolo para diversas modulaciones en distintos entornos de propagación Estudio analítico de los modos de utilizar las antenas receptoras Reglas de diseño que permiten optar por la cancelación de interferencias o la diversidad en función de las condiciones del canal y los parámetros del sistema (nº antenas, nº y potencia señales interferentes)

24 Proyecto ABRIL 24 Objetivos (II): líneas de investigación Líneas de investigación en comunicaciones inalámbricas: Grupo UMA: 1. Estudio de redes MANET híbridas 2. Caracterización de tecnologías para redes PAN/BAN 3. Análisis de redes celulares y redes MIMO Grupo UAL: 1. Optimización de procedimientos criptográficos para la transmisión de bioseñales.

25 Proyecto ABRIL 25 Procedimientos criptográficos para bioseñales Coordinación: J.A. López Ramos Estudio y evaluación de métodos criptográficos para la transmisión y almacenamiento de señales biomédicas de pacientes. Identificación y propuesta de sistemas de cifrado en flujo para montaje sobre red WiFi.

26 Proyecto ABRIL 26 Resultados: Tesis, patentes y publicaciones (I) Grupo de la U. Málaga Grupo de la U. Almería Tesis defendidas desde el inicio del Proyecto 21 Artículos publicados o aceptados definitivamente en revistas indexadas en el JCR ( Journal Citation Reports ) 83 Artículos aceptados con petición de cambios para ser publicados en revistas indexadas en el JCR (Journal Citation Reports) 2- Artículos publicados en otras revistas 3- Artículos aceptados o publicados en congresos internacionales 243 Artículos aceptados o publicados en congresos nacionales 8- Patentes -1

27 Proyecto ABRIL 27 13 artículos JCR publicados y aceptados (2 de ellos con exigencia de cambios) IEEE Transactions on Wireless Communication (3) IEEE Transactions on Communications IEEE Communications Letters IEE Electronics Letters Telecommunication Systems Wireless Personal Communications Arkiv för Matematik Houston Journal of Mathematics, etc. 27 Ponencias y pósters presentados y aceptados en congresos internacionales ICC, IEEE LCN, MSWIM (Categoría A, Índice CORE) Globecom (Cat. C), IADIS AC (Cat. C) PWC, SimuTools, etc. Especializadas: Body Sensor Networks (BSN), EMBC (Cat. C) Resultados: publicaciones

28 Proyecto ABRIL 28 GRUPO UMA Participación en el Proyecto Nacional CENIT: INREDIS (INterfaces de RElación entre el entorno y las personas con DIScapacidad) Contrato con OPTIMI (antigua Tartessos Technologies S.A.) * Modelado y estrategias de optimización para QoS en redes celulares móviles Contrato con IHMAN (Interfaces Hombre-Máquina Avanzados) Proyecto "Desarrollo de un módulo radio de ultrabajo consumo en el ámbito del proyecto NetDoVR" with Quality International Services S.L. Contrato con Mediaweb Andalucía SA “Plataforma para servicios de asistencia social” Pertenencia a MovilForum (coordinado por Telefónica Móviles) Desarrollo de aplicaciones para terminales móviles Petición de Proyecto de Excelencia a la Junta de Andalucía “Plataforma empotrada de bajo coste para integración de aplicaciones con interacción natural soportadas sobre tecnologías de Realidad Virtual y Realidad Aumentada” (AVATAR) Contratos, proyectos, colaboraciones (I)

29 Proyecto ABRIL 29 GRUPO UMA Colaboración con el Wireless System Laboratory dirigido por la doctora Andrea Goldsmith. Electrical Engineering Dept. (Universidad de Stanford, EEUU). Estancia de A. Goldsmith en Málaga Dos estancias de seis meses del profesor JM Romero en Stanford Prestaciones de sistemas inalámbricos de transmisión/recepción de última generación (receptores multiusuario, transmisión adaptativa y sistemas MIMO) Varias publicaciones de prestigio Participación en Red Temática TIC2002-10150-E, estudio de entornos de circuitos virtuales, con especial hincapié en estándares MPLS y GMPLS. Solicitud de un proyecto común a la Generalidad Valenciana con el grupo GRC (Grupo de Investigación de Redes de Computadores) de la Universidad Politécnica de Valencia (dirigido por Pietro Manzoni) Varias publicaciones conjuntas Línea de trabajo con Dr. Angel Lozano Solsona (Pompeu Fabra), antes en los Bell Labs de Holmdel (New Jersey, EEUU) y profesor en la Universidad de Columbia. Contratos, proyectos, colaboraciones (II)

30 Proyecto ABRIL 30 GRUPO UAL Acuerdo de colaboración con el Hospital Torrecárdenas de Almería (Servicio Andaluz de Salud) Aplicaciones de Telemedicina Colaboración con el Grupo de Electrodinámica de Fenómenos Transitorios de la Universidad de Granada Obtención de un Proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucía, “Estudio de Fenómenos Electromagnéticos para el Diagnostico del Medio Ambiente”, vigencia hasta 2010. Presupuesto > 300.000 € Colaboración con el Grupo de Recursos Hídricos y Geología Ambiental de la Universidad de Almería Reciente finalización de otro proyecto del Plan Nacional de I+D Contrato con la Consejería de Turismo de Cantabria “Telemonitorización ambiental en la Cueva Mina de “El Soplao” en Cantabria” Patente Nº 2 272 130, Publicación: 16/04/07, Concesión:16/02/08 AN. Novas, J.A. López-Ramos, J.A. Gázquez, y J. Peralta. “Unidad cifradora/descifradora de mensajes con información digital, sistema y método de cifrado/descifrado para comunicaciones digitales en tiempo real” Contratos, proyectos, colaboraciones (III)

31 Proyecto ABRIL 31 Proyecto TEC2006-12211: ABRIL (Aplicaciones Biomédicas en Redes heterogéneas InaLámbricas) Jornadas de Seguimiento y Evaluación de Proyectos de Investigación MICINN Eduardo Casilari (Universidad de Malaga) José Antonio Gázquez Parra (Universidad de Almería) Investigadores principales Madrid, 23 de septiembre, 2008